СВОЙСТВА КЛАДКИ

Многие свойства строительного раствора не поддаются точному определению в количественной терминологии из-за отсутствия окончательных стандартов, по которым их можно было бы измерить. Например, строительный раствор может быть оценен на основании получения удовлетворительного внешнего вида швов.

В зависимости от конкретных обстоятельств данного проекта критерии выбора раствора основываются на конструктивных соображениях, свойствах раствора в пластическом состоянии или свойствах раствора в затвердевшем состоянии. Рассмотрение каждого необходимо для достижения желаемого результата.

Свойства пластикового раствора

Удобоукладываемость — это свойство раствора, которое характеризуется гладкой пластичной консистенцией, что облегчает его нанесение. Это свойство наиболее важное для каменщика.Растворимый раствор легко растекается под шпателем; прилипает к вертикальным поверхностям при транспортировке, размещении и укладке устройства; поддерживает выравнивание по мере размещения других единиц; и обеспечивает водонепроницаемое закрытое соединение при работе с инструментами.

После того, как пропорции смеси определены, добавление воды должно соответствовать количеству, необходимому для улучшения укладки раствора без ущерба для способности поддерживать кирпичную кладку. Достаточное содержание воды способствует тесному контакту между блоком и раствором, что необходимо для удовлетворительного сцепления.В то время как содержание воды имеет наибольшее влияние на удобоукладываемость раствора, вяжущие материалы, градация заполнителя и воздухововлечение также вносят свой вклад в меньшей степени.

Водоудержание раствора — это мера способности раствора сохранять свою пластичность при воздействии атмосферы или поглощающих сил бетонной кладки. Растворы с низкой влагоудерживающей способностью затвердевают быстрее, что затрудняет укладку каменщика и регулировку кладочной конструкции во время укладки.Строительные растворы с желаемыми водоудерживающими характеристиками позволяют каменщику уложить слой раствора на два или три блока впереди перед установкой последующих блоков. Водоудерживающая способность зависит от свойств вяжущих материалов, градации песка и пропорций раствора.

Промежуток времени между нанесением раствора и укладкой блока должен быть сведен к минимуму, поскольку удобоукладываемость будет снижаться по мере впитывания воды в блок. Если пройдет слишком много времени до того, как блок будет помещен на новый слой раствора, блоки будет труднее разместить, и сцепление будет уменьшено.

При испарении воды для затворения из раствора может потребоваться повторный темперирование (добавление дополнительного количества воды). Как правило, это не вредно, если это делается до гидратации раствора. Чтобы избежать эффекта застывания при гидратации, раствор должен быть помещен в окончательное положение в течение 2½ часов после первоначального смешивания (ссылка 3), если не используются специальные добавки, замедляющие схватывание.

Свойства затвердевшего раствора

Свойства затвердевшего раствора, влияющие на характеристики готовой бетонной кладки, включают сцепление, прочность на сжатие и долговечность.Эти свойства трудно измерить, кроме как в лабораторных или полевых образцах, приготовленных в контролируемых условиях. Тем не менее, ASTM C1324, Стандартный метод испытаний для исследования и анализа затвердевшего кладочного раствора (ссылка 4i), предусматривает процедуры петрографического исследования и химического анализа компонентов кладочного раствора в затвердевшем состоянии. 0,35 унции. (10 г) пробы обычно достаточно как для петрографического, так и для химического анализа. Однако при получении образца важно убедиться, что образец является репрезентативным для рассматриваемого раствора, т.е.е. оригинальный миномет в отличие от минометов или других минометов, использованных в проекте.

Связка — это термин, используемый для описания как степени контакта между строительным раствором и материалом, так и прочности адгезии. Связь является функцией нескольких факторов, включая свойства строительного раствора, характеристики поверхности единицы, качество изготовления и отверждение. При прочих равных условиях прочность сцепления будет увеличиваться по мере увеличения прочности раствора на сжатие, хотя и не прямо пропорционально. Связь также может быть эффективно увеличена за счет использования правильно разработанных растворов с содержанием воды, обеспечивающих хорошую удобоукладываемость.

Прочность на сжатие, возможно, является наиболее часто измеряемым свойством строительного раствора, но, возможно, наиболее неправильно понимается. Если результаты прочности на сжатие предназначены для использования для определения соответствия строительного раствора спецификациям свойств ASTM C270, испытания прочности на сжатие должны проводиться в соответствии с лабораторными процедурами, требуемыми ASTM C270. Тем не менее, испытания на сжатие полевого раствора должны проводиться в соответствии с ASTM C780, Стандартным методом испытаний для оценки строительных работ и строительных растворов для простой и усиленной каменной кладки (см.4h) и предназначен только для проверки соответствия материалов и процедур, а не для определения прочности раствора (ссылка 3). ASTM C780 не содержит требований к минимальной прочности на сжатие полевого раствора. Прочность раствора в стене будет намного выше, чем при полевых испытаниях, из-за пониженного водоцементного отношения из-за поглощения воды в смеси каменной кладкой и значительного уменьшения коэффициента формы в стыке раствора по сравнению с кубиком для испытания раствора. ASTM C 780 признает это и утверждает, что прочность не должна рассматриваться как репрезентативная для фактической прочности строительного раствора.

Прочность раствора также является важным фактором для парапетов или других стен, подверженных сильному воздействию погодных условий. Превышение песка или выдержки может снизить срок службы. Высокопрочные и воздухововлекающие растворы обеспечивают повышенную прочность. Для более подробного обсуждения полевых испытаний строительного раствора см. TEK 18-5B, Тестирование строительного раствора (ссылка 2).

Список литературы

1. Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-02 / ASCE 5-02 / TMS 402-02.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2002 г.
2. Испытание кладочного раствора, TEK 18-5B. NCMA, 2014.
3. Технические условия для каменных конструкций, ACI 530.1-02 / ASCE 6-02 / TMS 602-02. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2002 г.
4. 2004 Ежегодная книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов:
   4a. C5-03, Стандартные технические условия на негашеную извести для строительных целей.
   4б. C91-03a, Стандартные технические условия на кладочный цемент.
   4с.C144-03, Стандартные технические условия на заполнитель для кладочного раствора.
   4д. C150-04, Стандартные спецификации для портландцемента.
   4e. C207-04, Стандартные технические условия на гидратированную известь для кладочных целей.
   4ф. C270-03b, Стандартные спецификации на строительный раствор для каменной кладки.
   4г. C595-03, Стандартные спецификации для смешанных гидравлических цементов.
   4ч. C780-02, Стандартный метод испытаний для оценки строительных работ и строительных растворов для простой и усиленной каменной кладки.
   4i.C1324-03, Стандартный метод испытаний для исследования и анализа затвердевшего кладочного раствора.
   4j. C1329-04, Стандартные технические условия на цементный раствор.
   4к. C1384-03, Стандартные спецификации для добавок для строительных растворов.

NCMA TEK 9-1A, доработка 2004 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, не несут никакой ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

Влияние крупности песка на механические свойства полимербетона, армированного фиброй

Разрушение бетона в местах, подверженных воздействию сульфатных солей, хлоридов и движения грунтовых вод, является серьезной проблемой. В этом исследовании полимербетон был получен путем испытания четырех смесей с использованием заполнителей разных размеров с эпоксидным клеем, а две смеси были армированы полипропиленовыми волокнами (0,5 и 1)% по весу эпоксидной смолы в дополнение к эталонной смеси, состоящей из цемента и песка.Прочность на сжатие, электрическое сопротивление, скорость ультразвуковых импульсов, изгиб и испытания пористости были выполнены в возрасте 7, 14, 28 и 60 дней. Самая высокая прочность на сжатие, электрическое сопротивление, скорость ультразвукового импульса и нулевая пористость для смеси имели максимальный размер песка менее 600 микрон и более 150 микрон, где скорость увеличения (272,9, 635,9, 45,9 и 57,7)% соответственно по сравнению с эталонная смесь. Результаты также показали, что самая высокая прочность на изгиб была у смеси, армированной 1% полипропиленового волокна.Кроме того, образцы в возрасте 28 дней погружают в разбавленный раствор серной кислоты 5 и 10% на 11 недель. Результаты показали, что объем и вес погруженных образцов не изменились.

1 Введение

Полимербетон — это композитный материал, состоящий из хорошо разложенных неорганических заполнителей, связанных с использованием смолы вместо воды и цементного вяжущего, обычно используемого в традиционных цементных бетонах [1, 6]. Обычный бетон содержит небольшое количество мелких заполнителей или не содержит достаточного количества цементной пасты для инкапсуляции и связывания всех частиц вместе, чтобы создать систему с высокой пористостью и взаимосвязанными пространствами, которые могут быстро утилизировать воду.Обычно содержание пустот в обычном бетоне составляет от 15% до 25%, а водопроницаемость обычно составляет около 2-6 мм / с. Однако прочность обычно связана с пористостью в бетоне, где прочность уменьшается с высокой пористостью [6, 7, 8, 9, 10]. В настоящее время из-за быстрой обработки, отличного сцепления, арматурной стали, высокой прочности и долговечности полимербетон получил широкое распространение вместо обычного бетона. Сборный полимерный бетон использовался для производства различных продуктов, таких как; цистерны с кислотой, смотровые комнаты, стоки, дорожные заграждения и т. д. [11, 12].

Под агрегатами обычно понимают инертные материалы, диспергированные по всей полимерной формовке. Обычно заполнители добавляются в две группы: крупные заполнители содержат материал размером более 5 мм и размер мелкого заполнителя менее 5 мм. В случае полимербетона до настоящего времени классификация не оценивается и сильно варьируется от одной системы к другой. Помимо крупных и мелких заполнителей, в систему полимербетона также иногда добавляют наполнители, в первую очередь, для заполнения микропустот.Полимербетон также может быть улучшен для улучшения его механических свойств с помощью различных типов волокон, используемых из стальных волокон, полипропилена, стекла и нейлона [13]. Одной из важнейших характеристик материалов, используемых в гражданском и строительном производстве, является долговечность [14, 15]. Долговечность — это способность материала выдерживать нагрузки окружающей среды без искажения формы или изменения свойств. Благодаря высокой прочности, полученной в раннем полимерном бетоне, а также высокой прочности и химической стойкости, он используется в самых разных отраслях промышленности далеко за пределами строительной индустрии [16].Преимуществами полимербетона является низкая цена, возможность управления многими его характеристиками и его способность к хладообразованию (схватыванию), а также устойчивость к химическим веществам с высокими показателями [17]. Эти характеристики заставили нас искать все больше и больше, чтобы узнать его характеристики и возможность использования в местах, где требуется такой тип бетона. Производство обычного бетона вызывает эмиссию диоксида углерода (CO ₂ ) в больших количествах, в то время как полимерные материалы выделяют меньше, что делает его экологически чистым, в дополнение к этому, обычный бетон портится через 20 лет, в отличие от полимербетон, обладающий высокой прочностью.Итак, начался поиск других материалов, более эффективных, чем обычный бетон, это полимерный бетон, основным связующим материалом которого является тип полимеров (включая эпоксидную смолу) с использованием различных наполнителей, таких как; песок, с разным соотношением.

2 Материалы

2,1 Песок

Akhaither, соответствующий британским техническим условиям № 882, за 1995 год, перечисленным ниже в таблице 1.

Размер частиц песка

2.2 Эпоксидная

Это органическая особенность, которая может объединяться с подобными и разными частицами для получения материала с высокой частичной массой (соединение двойного происхождения).Технические характеристики эпоксидной смолы соответствуют ASTM D-543 и ASTM C 881-87, перечисленным в таблице 2 ниже.

Технические характеристики эпоксидной смолы

2.3 полипропиленовых волокна

Это искусственное волокно, которое добавляется в бетон для увеличения сопротивления растяжению, ударопрочности и уменьшения усадки.

Характеристики полипропилена перечислены в Таблице 3 ниже.

Характеристики полипропилена

2.4 Полиэтилен

Был использован очень тонкий полиэтилен-нейлон, чтобы смесь не прилипала к поверхности форм.

2.5 Доля материалов

Это исследование включало шесть смесей в полимербетоне, армированном или неармированном полипропиленовым волокном (0,5 и 1) мас.% Эпоксидной смолы в соотношении 1: 1,3 в дополнение к эталонной смеси:

1. Использованный портландцемент с песком, пропускаемым через сито 4,75 мм и остатком на сите 150 мкм в соотношении 1: 1.3 и соотношение вода / цемент 0,5 (Ссылка) (Re)

2. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 4,75 мм и остатком на сите 150 микрон в соотношении 1: 1,3 (PC1)

3. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 2,4 мм и остатком на сите 150 микрон в соотношении 1: 1,3 (PC2)

4. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 1,2 мм и остатком на сите 150 мкм в соотношении 1: 1.3 (PC3)

5. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 600 микрон и остатком на сите 150 микрон в соотношении 1: 1,3 (PC4)

6. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 600 микрон и остатком на сите 150 микрон в соотношении 1: 1,3 и 0,5% полипропиленовых волокон (PC5)

7. Использованная эпоксидная смола + отвердитель с пропуском песка через сито 600 микрон и остатком на сите 150 микрон в соотношении 1: 1.3 и 1% полипропиленовых волокон (PC6).

Рисунок 1

Влияние эпоксидной смолы на прочность полимербетона при сжатии с возрастом

3 Экспериментальный анализ и обсуждение результатов

3.1 Прочность на сжатие

Прочность на сжатие была определена для образцов, которые содержали песок с размером частиц, выходящим из сита 4,75 мм и остатком на сите 150 микрон (PC1) и цементный раствор (R).Результаты показали, что образцы PC1 имели значительное увеличение прочности на сжатие во всех возрастах. Несмотря на небольшое увеличение силы в возрасте от 14 до 60 дней, где процент увеличения составил (44, 307,5, 245,6, 234,1)% в возрасте 7, 14, 28 и 60 дней соответственно, по сравнению с образцами (R), Причина этого в том, что время окончательного схватывания эпоксидной смолы составило примерно 14 суток.

Влияние использования песков разного размера было показано на Рисунке 2, где было показано, что было небольшое увеличение значения прочности на сжатие.Наивысшее значение прочности на сжатие было у образцов PC4, которые использовались для пропускания песка через сито 600 микрон и остатка на сите 150 микрон, хотя процент увеличения составил 4,8% через 28 дней по сравнению с образцами PC1, которые использовались при пропускании песка из сита. сито 4,75 мм и остаток на сите 150 мкм. Влияние старения на прочность на сжатие образцов продолжало увеличиваться, но очень мало через 14 дней по той же причине, указанной выше, а в более позднем возрасте значения прочности на сжатие были одинаковыми, потому что эпоксидный полимер становился тверже.На Рисунке 3 также показано сравнение армированного и неармированного полимербетона, поскольку наблюдается небольшое снижение прочности на сжатие полимербетона, армированного полипропиленовой фиброй, по сравнению с неармированным полимербетоном. Это уменьшение увеличивается по мере увеличения процента клетчатки.

Рисунок 2

Влияние крупности песка на прочность полимербетона при сжатии с возрастом

Рисунок 3

Влияние полипропиленовых волокон на прочность на сжатие полимербетона с возрастом

3.2 Электрическое сопротивление

Эпоксидный полимер на самом деле имеет пластичную природу, что придает ему высокую устойчивость к электричеству, в то время как цементный раствор имеет небольшую стойкость, что может быть связано с внутренними комбинациями, которые состоят из цементного раствора. Изменение размера песка в смесях, в которых использовался эпоксидный полимер, показало изменение электрического сопротивления из-за мелкого размера песка, что привело к уменьшению пустот в образце и увеличению связи между компонентами смеси, что вызывает увеличение электрического сопротивления, как показано на Рисунок 4.

Рисунок 4

Влияние размера песка на электрическое сопротивление полимербетона в возрасте 28 лет

3.3 Скорость ультразвукового импульса

Из рисунка 5 видно, что испытание на скорость ультразвукового импульса для цементного раствора меньше, чем для смесей, в которых связующим материалом является эпоксидная смола, из-за значительного увеличения пустот в цементном растворе по сравнению с полимербетоном.Это связано со структурой цементного раствора.

Рисунок 5

Влияние крупности песка на скорость ультразвукового импульса полимербетона с возрастом

3.4 Тест на абсорбцию

При проведении испытания на абсорбцию образцов цементного раствора и образцов полимербетона, состоящих из песка разной крупности, результаты показали, что степень абсорбции в цементном тесте составляла 2.978% за счет открытых пустот в структуре цементного теста. В то время как показатели поглощения для образцов полимерного бетона были нулевыми из-за того, что они были твердыми и непроницаемыми.

3,5 Прочность на изгиб

Результаты показали значительное увеличение прочности на изгиб за счет использования эпоксидного полимера и песка с максимальным размером 600 мкм и остатком на сите 150 мкм. Процент увеличения прочности на изгиб по сравнению с эталонной смесью составил 57,7% в возрасте 28 дней, кроме того, использование полипропиленовых волокон значительно увеличило значение изгиба, особенно при армировании 1% полипропиленовых волокон, где процент увеличения изгиба Прочность по отношению к эталонной смеси составляла 110.77% в возрасте 28 дней, как показано на Рисунке 6.

Рисунок 6

Влияние крупности песка на прочность на изгиб полимербетона с возрастом

3,6 Погружение в серную кислоту

Образцы полимербетона, погруженные в возрасте 28 лет в разбавленный раствор (5 и 10)% серной кислоты на 11 недель, каждые выходные взвешивались и измеряли размеры образцов после их промывки и очистки, а затем снова погружали в новые концентрации для поддержания прочности. концентрация (5 и 10)% кислоты в погруженном образце для изучения изменения его объема и веса.Результаты показали, что не было изменений в размерах и весе образцов, которые были погружены, как показано на Рисунке S1. Причина заключалась в небольшом размере частиц песка и конденсированной поверхности раздела между поверхностями этих частиц и полимера, что делало его твердым и непроницаемым. В то время как контрольные смеси имели коэффициент потерь по массе и объему при концентрации от 10% до 96,43% на четвертой неделе.

4 Выводы

1. —

   Прочность на сжатие полимербетона в три раза выше, чем у цементного раствора.Различные размеры песка в полимербетоне привели к увеличению прочности на сжатие, электрического сопротивления и скорости ультразвуковых импульсов. Меньший размер песка привел к увеличению значений этих свойств,

2. —

   Полимербетон не обладает водопоглощающей способностью, очень прочен и имеет высокую стойкость к серной кислоте в концентрации (5-10)%,

3. —

   Прочность полимербетона на изгиб увеличивается с увеличением доли полипропиленовых волокон, в то время как прочность на сжатие уменьшается с увеличением доли этих волокон,

4. —

   Таким образом, его использование в качестве альтернативы цементу необходимо во многих областях применения из-за его отличительных свойств бетона.

Приложение

Рисунок S1

Образцы, погруженные в возрасте 28 лет в разбавленный раствор (5 и 10)% серной кислоты

Ссылки

[1] Cortés, F., and G. Castillo. «Сравнение динамических свойств полимербетона и серого чугуна для станков». Материалы и дизайн 28.5 (2007): 1461-1466. Искать в Google Scholar

[2] Carrión, Francisco, et al.«Механические и физические свойства полиэфирного полимербетона с использованием переработанных заполнителей из бетонных шпал». Научный мировой журнал 2014 (2014). Ищите в Google Scholar

[3] Гарас, Виктор Ю. и К. Випуланандан. «Обзор свойств полиэфирного полимербетона». Отчет по инновационным материалам и технологиям для затирки (CIGMAT), Хьюстон, Техас (2003). Ищите в Google Scholar

[4] Комитет ACI 548, Полимеры в бетоне, и Дэвид У. Фаулер. «Руководство по использованию полимеров в бетоне.»Американский институт бетона, 1992 год. Поиск в Google Scholar

[5] Хаддад Х., Сбарски И. (2018) Оптимизация технологии формования полимербетона, используемого для изготовления оснований станков для прецизионных станков. J Material Sci Eng 7: 427. doi: 10.4172 /2169-0022.1000427 Искать в Google Scholar

[6] Tennis, PD, Leming, ML, & Akers, DJ (2004). Извлекаемые бетонные покрытия, EB302. 02. Ассоциация портландцемента, Скоки, Иллинойс, и национальный товарный смешанный бетон. ассоциация, Мэриленд, США: поиск Silver Spring в Google Scholar

[7] Fallah, S., & Нематзаде, М. (2017). Механические свойства и долговечность высокопрочного бетона, содержащего макрополимерные и полипропиленовые волокна с нанокремнеземом и микрокремнеземом. Строительные материалы, 132, 170-187. Искать в Google Scholar

[8] Schaefer, V. R., & Wang, K. (2006). Разработка проекта смеси для проницаемого бетона в условиях холодного климата (№ 2006-01). Айова. Департамент транспорта. Поиск Highway Division в Google Scholar

[9] Fowler, D. W.(1999). Полимеры в бетоне: взгляд на XXI век. Цементно-бетонные композиты, 21 (5-6), 449-452. Искать в Google Scholar

[10] Huang, Baoshan, et al. «Лабораторная оценка проницаемости и прочности полимерцементного проницаемого бетона». Строительство и строительные материалы 24,5 (2010): 818-823. Ищите в Google Scholar

[11] Muthukumar, M., and D. Mohan. «Оптимизация механических свойств полимербетона и рекомендации по дизайну смеси, основанные на дизайне экспериментов.»Журнал прикладной науки о полимерах 94.3 (2004): 1107-1116. Поиск в Google Scholar

[12] Мехта, П. Кумар.» Долговечность — важнейшие вопросы будущего «. Concrete International 19.7 (1997): 27-33 . Искать в Google Scholar

[13] Hong, S. (2017). Влияние условий отверждения на прочностные свойства полисульфидного полимербетона. Applied Sciences, 7 (8), 833 Искать в Google Scholar

[14] Fowler , DW (1999). Полимеры в бетоне: взгляд на 21 век.Цементные и бетонные композиты, 21 (5-6), 449-452 Искать в Google Scholar

[15] Сахакарми, С. (2017). Сравнение стоимости цементно-бетонных и полимербетонных колодцев в канализационных системах. UNLV Тезисы, диссертации, профессиональные статьи и замковые камни. 3165. Поиск в Google Scholar

[16] Рейс, Дж. М. Л. Д. (2009). Влияние текстильных отходов на механические свойства полимербетона. Materials Research, 12 (1), 63-67 Поиск в Google Scholar

[17] Абдулла, А.И., Разак, Х.А., Салих, Ю.А., и Али, М.И. (2016). Механические свойства смол, модифицированных песком, используемых для приклеивания углепластика к бетонным основам. Международный журнал устойчивой застроенной среды, 5 (2), 517-525. Ищите в Google Scholar

[18] Барбута, Маринела и Мария Харья. «Свойства полимербетона, армированного фиброй». Buletinul Institutului Politehnic din lasi. Sectia Constructii, Arhitectura 54.3 (2008): 13. Поиск в Google Scholar

[19] Van Gemert, D., & Cizer, Ö.(2015). Слияние цементобетона, бетонно-полимерных композитов и неорганических полимеров для обеспечения устойчивости строительства и восстановления. В «Передовых исследованиях материалов» (том 1129, стр. 19–27). Публикации Trans Tech. Искать в Google Scholar

Поступила: 12.04.2019

Принято: 12.10.2019

Опубликовано в сети: 17.11.2019

© 2019 Z. H. Mahdil et al ., опубликовано De Gruyter

Это произведение находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

Кладочный цемент — Lehigh Hanson, Inc.

Сила заклинания

Большинство кладочных цементов предварительно смешаны, готовые к смешиванию с песком и водой на стройплощадке. Предварительно смешанные кладочные цементы обеспечивают стабильные и однородные характеристики. Удобство также является важным фактором.

Альтернативой является смешивание всех отдельных ингредиентов — цемента, извести, песка и воды — на рабочем месте.

Американское общество испытаний и материалов (ASTM) определяет как строительные растворы, так и цемент для каменной кладки, используемый для их производства, по типам, которые в первую очередь основаны на прочности.

Традиционно чередующиеся буквы слов «каменщик» стали буквами, используемыми для пяти типов строительных растворов: МАСОННАЯ РАБОТА, причем тип M является самым сильным, а тип K — самым слабым.

ASTM теперь определяет три типа строительных растворов: тип M, тип S и тип N. Типы O и K больше не используются в строительстве и используются в основном для восстановления исторических каменных конструкций.

Тип N предназначен для общего использования в большинстве строительных растворов и штукатурок. Типы M и S указываются, когда требуется более высокая прочность несущих стен или стен ниже уровня земли.

Продукты и стандарты

Кладочный цемент типов N, S и M соответствует стандарту ASTM C91, Стандартные технические условия на кладочный цемент .

Строительный цемент соответствует стандарту ASTM C1329, Standard Specification for Mortar Cement .

Раствор должен соответствовать стандарту ASTM C270, Стандартные технические условия на раствор для каменной кладки .

Кладочный цемент состоит из портландцемента или смешанного цемента, пластификаторов и воздухововлекающего агента. Воздухововлекающие добавки защищают строительный раствор от повреждений при замерзании-оттаивании и обеспечивают дополнительную удобоукладываемость. Конкретные компоненты кладочного цемента могут отличаться в зависимости от производителя и местных строительных практик. ASTM C91 определяет кладочный цемент по физическим требованиям и эксплуатационным характеристикам, а не по ингредиентам.

Цементный раствор — относительно новое обозначение, был разработан для требовательных структурных применений и отличается более высокой прочностью и меньшим содержанием воздуха, чем кладочный цемент.Это единственный цемент для раствора, который должен иметь минимальную прочность сцепления. По этой причине он соответствует отдельному обозначению ASTM, C1329, Standard Specification for Mortar Cement .

Цементно-известковый цемент состоит из портландцемента и гашеной извести. Известь служит пластификатором. На смеси цемента и извести типов N, S и M распространяется только стандарт ASTM C270, стандартная спецификация для строительного раствора для каменной кладки , так как два компонента, портландцемент и известь, подпадают под действие соответствующих спецификаций: ASTM C150, Стандартные спецификации для портландцемента и ASTM C207, Стандартные спецификации для гидратированной извести для каменных целей .

Для обеспечения консистенции и удобства большинство смесей портланд-извести предварительно смешивают и добавляют в песок и воду на стройплощадке для производства раствора. Однако некоторые подрядчики предпочитают смешивать все ингредиенты на стройплощадке.

Белый раствор изготавливается либо из белого кладочного цемента , либо из смеси белого портландцемента и извести. Белый портландцемент, используемый для кладки, должен соответствовать тем же требованиям ASTM, что и его серый аналог.

Белый кладочный цемент должен соответствовать требованиям ASTM C91 для кладочного цемента типов N, S или M.Белый раствор также может служить средой для цветных растворов и дает более чистые и яркие цвета, чем серый раствор.

Цветной кладочный цемент предварительно смешан с пигментами, чтобы обеспечить широкий диапазон цветов. Поскольку они производятся в строго контролируемых условиях, цветные кладочные цементы обеспечивают постоянный цвет на протяжении всего проекта. Высококачественные пигменты Lehigh создают стойкий к цвету строительный раствор, устойчивый к выцветанию под воздействием ультрафиолетовых лучей и погодных условий.

О бетоне — NRMCA

Что это?

Узнайте, как натуральные ингредиенты бетона объединяются в удивительно прочный, долговечный и экономичный строительный материал, который тысячелетиями приносил пользу человечеству.

Основы бетона

В своей простейшей форме бетон представляет собой смесь пасты и заполнителей (песок и камень). Паста, состоящая из цемента и воды, покрывает поверхность мелких (песок) и крупных заполнителей (горные породы) и связывает их вместе в каменную массу, известную как бетон.

В этом процессе лежит ключ к замечательным свойствам бетона: он пластичен, ему можно придать любую форму при повторном смешивании, он прочен и долговечен после затвердевания.Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно строить небоскребы, мосты, тротуары и супермагистрали, дома и плотины.

Ключ к получению прочного и долговечного бетона заключается в тщательном дозировании и смешивании ингредиентов. Бетонную смесь, в которой недостаточно пасты, чтобы заполнить все пустоты между заполнителями, будет трудно уложить, и она будет давать грубые, сотовые поверхности и пористый бетон. Смесь с избытком цементного теста легко укладывается и дает гладкую поверхность; тем не менее, полученный бетон с большей вероятностью потрескается и будет неэкономичным.

Правильно подобранная бетонная смесь будет обладать желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона. Обычно смесь представляет собой по объему от 10 до 15 процентов цемента, от 60 до 75 процентов заполнителей и от 15 до 20 процентов воды. Вовлеченные пузырьки воздуха во многих бетонных смесях также могут составлять еще от 5 до 8 процентов.

Химический состав портландцемента оживает в присутствии воды. Цемент и вода образуют пасту, которая окружает и связывает каждую частицу песка и камня.Благодаря химической реакции цемента и воды, называемой гидратацией, паста затвердевает и приобретает прочность.

Характер бетона определяется качеством пасты. Прочность пасты, в свою очередь, зависит от соотношения воды и цемента. Водоцементное соотношение — это вес воды для затворения, деленный на вес цемента. Высококачественный бетон получают за счет максимального снижения водоцементного отношения без ущерба для удобоукладываемости свежего бетона.Как правило, при использовании меньшего количества воды получается бетон более высокого качества при условии, что бетон правильно уложен, укреплен и затвердел.

Помимо портландцемента, бетон может содержать другие вяжущие материалы, включая летучую золу, побочный продукт отходов электростанций, сжигающих уголь; измельченный шлак, побочный продукт производства чугуна и стали; и микрокремнезем, побочный продукт производства кремния или металлического ферросилиния. Некоторые из этих вяжущих материалов похожи на вулканический пепел, который римляне смешивали с известью для получения цементного связующего.Некоторые из этих структур существуют и сегодня! В бетонной промышленности эти материалы, которые обычно должны быть размещены на свалках, используются в пользу бетона. Материалы участвуют в реакции гидратации и значительно улучшают прочность, проницаемость и долговечность бетона.

Прочие ингредиенты

Заполнители для бетона выбираются тщательно. Заполнители составляют от 60 до 75 процентов от общего объема бетона. Тип и размер смеси заполнителей зависит от толщины и назначения конечного бетонного продукта.Относительно тонкие секции зданий могут потребовать небольших крупных заполнителей, хотя заполнители диаметром до шести дюймов (150 мм) использовались в крупных плотинах. Для эффективного использования пасты желательна непрерывная градация размеров частиц. Кроме того, заполнители должны быть чистыми и не содержать каких-либо веществ, которые могут повлиять на качество бетона.

Практически любую питьевую природную воду без ярко выраженного вкуса или запаха можно использовать в качестве воды для замешивания бетона. Однако некоторые воды, непригодные для питья, могут подходить для бетона.

Чрезмерное количество примесей в воде для затворения может не только повлиять на время и прочность бетона, но также может вызвать выцветание, образование пятен, коррозию арматуры, нестабильность объема и снижение долговечности.

Спецификации обычно устанавливают пределы содержания хлоридов, сульфатов, щелочей и твердых веществ в воде для смешивания, если испытания не показывают, что вода не оказывает отрицательного воздействия на свойства бетона.

Как это сделано?

Начало гидратации

После объединения заполнителей, воды и цемента смесь остается в жидком состоянии в течение примерно четырех-шести часов, что позволяет транспортировать, размещать и доводить до окончательного места, после чего смесь начинает затвердевать.Все портландцементы — это гидравлические цементы, которые затвердевают в результате химической реакции с водой. Во время этой реакции, называемой гидратацией, кристаллы излучаются наружу из зерен цемента и сцепляются с другими соседними кристаллами или прилипают к соседним агрегатам. Процесс наращивания приводит к постепенному упрочнению, упрочнению и развитию прочности. После того, как бетон будет тщательно перемешан и станет пригодным для обработки, его следует укладывать в формы, прежде чем смесь станет жесткой. Во время укладки бетон уплотняется, чтобы уплотнить его внутри форм и устранить возможные дефекты, такие как соты и воздушные пустоты.

Дозирование

Дозирование бетонной смеси должно приводить к экономичному и практичному сочетанию материалов для производства бетона со свойствами, необходимыми для его предполагаемого использования, такими как удобоукладываемость, прочность, долговечность и внешний вид.

Производитель товарного бетонного бетона может самостоятельно выбирать пропорции материала для обеспечения требуемых характеристик или может получать инструкции в рабочих спецификациях, такие как минимальное содержание цемента, содержание воздуха, осадка, максимальный размер заполнителя, прочность и другие.Производитель RMC является экспертом в выборе пропорций на основе ранее разработанных рекомендаций и опыта.

Независимо от источника инструкций, существуют установленные методы выбора пропорций бетона для каждой партии. Стандартная практика выбора пропорций для нормального, тяжелого и массивного бетона (ACI 211.1-91) , опубликованная Комитетом 211 Американского института бетона, часто используется для выбора пропорций бетона.

Вот основы хорошей бетонной смеси:

• Цемент и вода химически соединяются, связывая песок и заполнитель.Часть цемента может дополнять летучая зола или другие вяжущие материалы, улучшающие свойства бетона. Ключом к качеству бетона является использование минимального количества воды, которое может привести к получению смеси, которую можно легко укладывать, уплотнять и отделывать.
• Мелкие и крупные заполнители составляют около 70% объема бетона и придают бетону стабильность объема. Бетонные заполнители должны соответствовать соответствующим спецификациям и в целом должны быть чистыми, прочными и долговечными.
• Добавки — это, как правило, продукты, используемые в относительно небольших количествах для улучшения свойств свежего и затвердевшего бетона. Они используются для изменения скорости схватывания и увеличения прочности бетона, особенно в жаркую и холодную погоду. Наиболее распространенным является воздухововлекающий агент, который образует миллионы крошечных пузырьков воздуха в бетоне, что придает бетону долговечность при замораживании и оттаивании. Добавки, уменьшающие количество воды, позволяют укладывать бетон необходимой консистенции, сводя к минимуму использование воды в смеси, тем самым увеличивая прочность и улучшая долговечность.В бетон вводят различные волокна, чтобы контролировать растрескивание или улучшить сопротивление истиранию и ударам.

Как это производится?

A. Транзитный смешанный (или «автомобильный») бетон

В бетоне с транзитной смесью, также называемом автомобильной или сухой загрузкой, все сырье загружается непосредственно в автобетоносмеситель. Большая часть или вся вода обычно дозируется на заводе. Барабан миксера вращается со скоростью загрузки (быстрой) во время загрузки материалов.Существует три варианта автобетоносмесителя:

• Бетон, смешанный на строительной площадке. При движении к рабочей площадке барабан вращается с перемешивающей скоростью (медленной скоростью). После прибытия на строительную площадку бетон полностью перемешивается. Затем барабан поворачивают на 70-100 оборотов, или около пяти минут, на скорости перемешивания.
• Бетон смешанный во дворе. Барабан вращается с большой скоростью или 12-15 об / мин на 50 оборотов. Это позволяет быстро проверить партию.Затем бетон медленно взбалтывают по дороге на стройплощадку.
• Бетон, смешанный в пути. Барабан вращается на средней скорости или примерно 8 об / мин за 70 оборотов во время движения к рабочей площадке. Затем барабан замедляется до скорости перемешивания.

B. Термоусадочный смешанный бетон

Бетон, который частично смешивается в заводском миксере и затем выгружается в барабан автобетоносмесителя для завершения перемешивания, называется усадочным смешанным бетоном.Центральные смесительные установки, которые включают в себя стационарный смеситель, устанавливаемый на заводе, часто фактически используются для усадочной смеси или частичного перемешивания бетона. Количество перемешивания, которое необходимо в автобетоносмесителе, варьируется в этих областях применения и должно определяться путем испытаний на однородность смесителя. Как правило, около тридцати оборотов барабана грузового автомобиля или около двух минут на скорости перемешивания достаточно для полного перемешивания усадочного бетона.

C. Центральный смешанный бетон Центральный бетонный завод периодические заводы включают стационарный заводской смеситель , который перемешивает бетон перед его загрузкой в ​​автобетоносмеситель.Установки центрального смешивания иногда называют установками мокрого замеса или установками предварительного смешивания. Автобетоносмеситель используется в основном как перемешивающее устройство для транспортировки на центральном участке перемешивания. Самосвалы или другие агрегаты, не вызывающие перемешивания, иногда используются для заливки бетона с низкой осадкой и массивной бетонной смеси, поставляемой центральными смесительными заводами. Около 20% бетонных заводов в США используют центральный миксер. Основные преимущества:

• Более быстрая производственная мощность, чем у завода по производству транзитных смесей
• Улучшенный контроль качества и консистенция бетона и
• Снижение износа барабанов автобетоносмесителя.

Существует несколько типов смесителей для установки, в том числе:

• Смеситель с наклонным барабаном
• Лопастной смеситель с горизонтальным валом
• Двухвальный смеситель с лопастями
• Тарельчатый смеситель
• Смеситель для жидкого навоза

Смеситель с наклонным барабаном является наиболее распространенным центральным смесительным устройством в США. Многие барабаны центрального смешивания могут вмещать до 12 ярдов ³ и могут смешивать более 200 ярдов ³ в час. Они быстрые и эффективные, но могут потребовать значительных затрат на техническое обслуживание, поскольку они включают в себя несколько движущихся частей, которые подвергаются большой нагрузке.

Смесители с горизонтальным валом имеют неподвижный корпус и вращающийся центральный вал с лопастями или лопастями. Они имеют один или два смесительных вала, которые придают значительно более высокую мощность при перемешивании, чем типичный барабанный смеситель. Интенсивность перемешивания несколько выше, чем у смесителя с наклонным барабаном. Сообщается, что эта высокая энергия позволяет получить более прочный бетон за счет тщательного смешивания ингредиентов и более равномерного покрытия частиц заполнителя цементной пастой.Из-за мощности, необходимой для смешивания, и короткого цикла смешивания, необходимого для завершения смешивания, многие из этих смесителей имеют размеры 4 или 5 ярдов ³ единиц, и для загрузки стандартного грузовика или мешалки могут потребоваться две партии.

Тарельчатые миксеры, как правило, представляют собой миксеры с меньшей производительностью на высоте от 4 до 5 ярдов ³ и используются на заводах по производству сборного железобетона.

Смешивание жидкого навоза
Смеситель жидкого навоза — относительный новичок в технологии смешивания бетона. Его можно добавлять на установку сухого замеса, и он работает путем смешивания цемента и воды, которая затем загружается в виде суспензии в автобетоносмеситель вместе с заполнителями.Сообщается, что он выигрывает от смешения с высокой энергией. Еще одно преимущество состоит в том, что миксер для жидкого цементного раствора снижает количество уносящейся в воздух цементной пыли.

«Mix Mobiles» — мобильные установки объемного дозирования
«Mix Mobile» — это мобильные установки для объемного дозирования и непрерывного смешивания, смонтированные на грузовиках. Эти «установки на колесах» часто поставляют небольшие объемы или специальные заливки и предлагают удобство свежезамещенного бетона в довольно точных количествах. Агрегат состоит из грузовика с бункерами для песка, крупного заполнителя, цемента, воды и примесей.Бункеры для заполнителя имеют продольные ленты на дне песка, а также бункеры для крупного заполнителя, которые тянут заполнитель к разделению регулируемых заслонок в задней части бункера. Скорость лент зависит от питателя в бункере для цемента, и все три материала падают в смеситель. Расходомеры контролируют поступление воды и примесей.

Типы заводов и т. Д.
Бетонные заводы бывают разных стилей и конфигураций, разработанных с учетом различных рынков, технических и экологических соображений.

• Переносные установки Как правило, у них есть цементный бункер и верхний бункер для песка или одного или двух крупных заполнителей.
• Постоянные предприятия Завод работает в одном месте в течение относительно длительного периода времени. На заводе хранится большое количество разнообразных материалов. Завод, как правило, будет иметь большие складские помещения и может иметь две полосы движения, что позволит одновременно загружать партии двух грузовиков. Заводы также могут быть классифицированы как
• Высокий профиль — Традиционный штабелируемый завод представляет собой высокий завод, имеющий бункеры для хранения заполнителя и цемента, которые подаются в дозаторы или весовые бункеры под действием силы тяжести.
• Низкий профиль — Весовые бункеры для инертных материалов расположены у земли с ремнями для подъема агрегата для загрузки смесителя.

Доставка готового бетона

Автобетоносмеситель

В то время как готовый бетонный бетон может быть доставлен к месту укладки различными способами, подавляющая часть его доставляется на строительную площадку в смонтированных на грузовиках вращающихся барабанных смесителях. Автобетоносмесители имеют вращающийся барабан, ось которого наклонена к горизонтали.Внутри корпуса смесительного барабана находится пара лопастей или ребер, которые спирально (спирально) наматываются от головки к отверстию барабана. Эта конфигурация позволяет бетону перемешиваться, когда барабан вращается в одном направлении, и заставляет его выходить, когда направление меняется на противоположное.

Для загрузки или загрузки сырья с завода по производству смесей или централизованно перемешиваемого бетона в грузовик, барабан необходимо очень быстро поворачивать в направлении загрузки. После того, как бетон загружен и перемешан, его обычно доставляют на стройплощадку с барабаном, вращающимся со скоростью менее 2 об / мин.

С момента своего создания в середине 1920-х годов традиционный автобетоносмеситель загружал бетон в заднюю часть грузовика. Однако агрегаты с фронтальной выгрузкой быстро становятся все более популярными среди подрядчиков. Водитель погрузчика с передней разгрузкой может въехать прямо на площадку и может механически контролировать положение разгрузочного желоба без помощи персонала подрядчика. В настоящее время, из-за законов о весе, типичный автобетоносмеситель представляет собой агрегат от 9 до 11 ярдов ³ . Барабаны рассчитаны на номинальную максимальную производительность 63% общего объема барабана в качестве смесителя и 80% объема барабана в качестве мешалки.Как правило, производители товарного бетона загружают свои грузовики количеством, равным или близким к номинальной мощности смесителя. Свежий бетон — это скоропортящийся продукт, который может терять оседание в зависимости от температуры, времени до точки доставки на стройплощадке и других факторов.

Воду нельзя добавлять в смесь, если оседание не меньше указанного. Если вода добавляется, ее следует добавлять сразу и барабан автобетоносмесителя должен быть повернут минимум на 30 оборотов, или около двух минут, на скорости перемешивания.

Стандарт ASTM C 94 «Технические условия для готового смешанного бетона» указывает, что бетон должен быть выгружен на стройплощадку в течение 90 минут и до 300 оборотов после добавления воды в цемент. Покупатель может отказаться от этого требования, если позволяют условия.

В определенных ситуациях может потребоваться добавление воздухововлекающих, водоотталкивающих, замедляющих схватывание или сильно снижающих уровень воды добавок в бетон перед разгрузкой, чтобы компенсировать потерю воздуха, высокие температуры или длительное время доставки.Производитель товарного бетона поможет покупателю в таких обстоятельствах.

Инспекция и испытания товарного бетона

Бетон — продукт промышленного производства. В процессе производства требуются специальные контрольные испытания и оценки для получения предсказуемого высококачественного бетона. Заказчик может захотеть убедиться, что бетон соответствует спецификациям. Некоторые из важных свойств бетона, которые измеряются с помощью основных тестов контроля качества, — это прочность, температура, осадка, содержание воздуха и удельный вес.Обычно бетон испытывают с частотой 1 на 150 кубических ярдов.

Каждое испытание помогает определить качество бетона и должно проводиться в соответствии со стандартами Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Сертифицированный специалист по испытаниям бетона ACI уровня I должен проводить испытания.

Когда нет официальных спецификаций работы, например, с домовладельцем или мелким подрядчиком, важно, чтобы производитель бетона дал согласие на поставку бетона в соответствии с ASTM C 94 или, по крайней мере, с некоторыми критическими разделами ASTM C 94.Эта ссылка также должна быть включена в квитанцию ​​о доставке.

ASTM C 94 включает ряд вещей, которые должны быть частью любого соглашения между производителем и покупателем. Вот некоторые из них:

1. Определите основу покупки в кубических ярдах и способ ее измерения.
2. Определите приемлемые спецификации материалов, а также приемлемую отраслевую практику и допуски.
3. Определите процедуры испытаний на прочность и критерии приемки.
4. Установить квалификацию лабораторного персонала.Испытательная лаборатория должна соответствовать стандарту ASTM C 1077, который требуется в ASTM C 94.

Типы бетона

Сборный железобетон
Сборный железобетон — это бетон, залитый в другом месте, кроме его окончательного положения. Сборные железобетонные конструкции могут использоваться для производства широкого спектра конструктивных элементов, таких как стеновые панели, мостовые балки, трубы, столбы, противоударные ограждения, подъемные станции и т. Д. Бетон может быть армирован, слегка предварительно напряжен или предварительно напряжен в зависимости от его требований.Сборные железобетонные элементы обычно транспортируются с завода на строительную площадку по шоссе, железной дороге или баржам. Подъемный бетон — это форма сборного железобетона, которую обычно называют сборным железобетонным покрытием.

Tilt-Up
Tilt-Up конструкция — это «строительная техника, при которой бетонные элементы закладываются в горизонтальном положении на строительной площадке с последующим наклоном и подъемом панелей в их окончательное положение в конструкции». Самым большим преимуществом откидной конструкции перед монолитным бетоном является простота и скорость строительства.Как правило, бетон должен иметь высокую прочность на изгиб в раннем возрасте, чтобы облегчить подъем и перемещение. Подъемный бетон — это форма сборного железобетона, которую обычно называют сборным железобетонным покрытием.

Текучая засыпка
Текучая засыпка, также известная как уплотненный низкопрочный материал (CLSM), представляет собой самоуплотняющийся цементирующий материал, используемый в основном в качестве засыпки вместо уплотненной засыпки. Прочность на сжатие должна быть ниже 1200 фунтов на квадратный дюйм и часто ниже 200 фунтов на квадратный дюйм.Поскольку материал течет на место, уплотнение не требуется, что является значительным преимуществом перед уплотненной обратной засыпкой. Текучий наполнитель может быть изготовлен из очень большого количества нестандартных материалов.

Проницаемый бетон
Проницаемый бетон — это бетон, не содержащий мелких заполнителей. Обычно он имеет содержание пустот от 15% до 35%. Это гарантирует, что бетон обладает уникальной способностью пропускать ливневую воду сквозь массу в землю под ней. Проницаемый бетон обеспечивает значительные экологические преимущества, поскольку снижает потребность в дренажных сооружениях.Кроме того, это облегчает пополнение грунтовых вод, а процесс фильтрации очищает воду по мере ее просачивания ниже.

Восстановление швов строительных растворов в исторических зданиях из каменной кладки

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Мягкий раствор для перетяжки. Фото: Джон П. Спевик.

Роберт К. Мак, FAIA, и Джон П. Спевик

Каменная кладка — кирпич, камень, терракота и бетонные блоки — встречается почти в каждом историческом здании .Сразу приходят на ум конструкции с цельнокаменными фасадами, но большинство других построек, по крайней мере, имеют каменный фундамент или дымоходы. Хотя обычно кладка считается «постоянной», она подвержена износу, особенно в местах стыков раствора. Повторное наведение, также известное как «наведение» или — несколько неточно — «наложение» *, — это процесс удаления испорченного строительного раствора из стыков каменной стены и его замены новым строительным раствором. Правильно выполненная перетяжка восстанавливает визуальную и физическую целостность кладки.Неправильно выполненная переориентация не только ухудшает внешний вид здания, но также может нанести физический ущерб самим каменным элементам.

Целью данного информационного бюллетеня является предоставление общего руководства по подходящим материалам и методам для переориентации исторических каменных зданий, и оно предназначено для владельцев зданий, архитекторов и подрядчиков. Краткое изложение должно служить руководством для подготовки спецификаций для изменения расположения исторических каменных зданий. Это также должно помочь развить чувствительность к особым потребностям исторической каменной кладки и помочь владельцам исторических зданий в совместной работе с архитекторами, реставраторами архитектуры, консультантами по сохранению исторических памятников и подрядчиками.Хотя данное руководство специально предназначено для исторических зданий, оно также подходит и для других каменных построек. Эта публикация обновляет сводку Preservation Briefs 2: Повторное определение швов в исторических кирпичных зданиях , чтобы включить все типы исторической каменной кладки. Объем более раннего Краткого обзора также был расширен, чтобы признать, что многие здания, построенные в первой половине 20-го века, теперь являются историческими и могут быть внесены в Национальный реестр исторических мест, и что они, возможно, изначально были построены с использованием портленда. цементный раствор.

* Tuckpointing технически описывает преимущественно декоративное нанесение приподнятого шва из строительного раствора или известкового замазочного шва поверх ровных швов из строительного раствора.

Раствор, состоящий в основном из извести и песка, использовался в качестве неотъемлемой части каменных конструкций на протяжении тысячелетий. Примерно до середины XIX века известь или негашеная известь (иногда называемая кусковой известью) доставлялась на строительные площадки, где ее нужно было гашить или смешивать с водой.При смешивании с водой он закипал, и в результате образовалась влажная известковая замазка, которую оставляли для созревания в яме или деревянном ящике на несколько недель, вплоть до года. Традиционный раствор изготавливали из известковой замазки или гашеной извести в сочетании с местным песком, обычно в соотношении 1 часть известковой замазки к 3 частям песка по объему. Часто в раствор также добавлялись другие ингредиенты, такие как измельченные морские раковины (еще один источник извести), кирпичная пыль, глина, природные цементы, пигменты и даже шерсть животных, но базовый состав известковой замазки и песчаного раствора оставался неизменным на протяжении столетий. до появления портландцемента или его предшественника, римского цемента, природного гидравлического цемента.

Портландцемент был запатентован в Великобритании в 1824 году. Он был назван в честь камня из Портленда в Дорсете, на который он походил в твердом состоянии. Это быстротвердеющий гидравлический цемент, затвердевающий под водой. Портландцемент был впервые произведен в Соединенных Штатах в 1871 году, хотя он был импортирован до этой даты. Но до начала 20 века он не использовался по всей стране. Вплоть до начала века портландцемент считался в первую очередь добавкой или «второстепенным ингредиентом», помогающим ускорить время схватывания раствора.Однако к 1930-м годам большинство каменщиков использовали смесь портландцемента и известковой замазки в равных частях. Таким образом, раствор, используемый в кирпичных конструкциях, построенных между 1871 и 1930 годами, может варьироваться от чистой извести и песчаных смесей до самых разных комбинаций извести, портландцемента и песка.

В 1930-х годах в США было введено больше новых строительных растворов, предназначенных для ускорения и упрощения работы каменщиков. К ним относятся кладочный цемент , предварительно смешанный раствор в мешках, который представляет собой комбинацию портландцемента и измельченного известняка, и гашеную известь , машинная гашеная известь, что исключило необходимость гашения негашеной извести в замазку на объекте.

Решение о переточке чаще всего связано с некоторыми очевидными признаками износа, такими как рассыпающийся раствор, трещины в швах раствора, рыхлые кирпичи или камни, сырые стены или поврежденная штукатурка. Однако ошибочно полагать, что одно только повторное указание устранит недостатки, возникшие в результате других проблем. Первую причину ухудшения состояния — протекающую крышу или водосточные желоба, неравномерную осадку здания, капиллярное действие, вызывающее повышение влажности, или экстремальное погодное воздействие — всегда следует устранять до начала работ.

Каменщики используют известковую замазку для ремонта исторического мрамора. Фото: файлы NPS.

Без надлежащего ремонта для устранения источника проблемы износ строительного раствора будет продолжаться, и любое перенаправление будет пустой тратой времени и денег.

Использование консультантов

Поскольку существует так много возможных причин ухудшения состояния исторических зданий, может быть желательно нанять консультанта, такого как исторический архитектор или реставратор, для анализа здания.Помимо определения наиболее подходящих решений проблем, консультант может подготовить спецификации, которые отражают конкретные требования каждой работы, и может обеспечить надзор за незавершенной работой. Направления к консультантам по консервации часто можно получить в государственных учреждениях по сохранению исторических памятников, Американском институте консервации исторических и художественных произведений (AIC), Ассоциации технологий консервации (APT) и в местных отделениях Американского института архитекторов (AIA).

Необходимо предварительное исследование, чтобы убедиться, что предлагаемые работы по переналадке физически и визуально соответствуют строению. Анализ не подвергшихся атмосферным воздействиям частей исторического раствора, к которому будет подбираться новый раствор, может предложить соответствующие смеси для нового раствора, чтобы он не повредил здание из-за его чрезмерной прочности или непроницаемости для пара.

Этот гранит конца 19 века был недавно изменен, при этом профиль шва и цвет раствора тщательно подобраны к оригиналу.Фото: файлы NPS.

Обследование и анализ блоков каменной кладки — кирпичной, каменной или терракотовой — и методов, использованных при первоначальном строительстве, помогут сохранить исторический облик здания. Простая, нетехническая оценка блоков каменной кладки и раствора может предоставить информацию об относительной прочности и проницаемости каждого — критических факторах при выборе раствора для повторного нанесения раствора — в то время как визуальный анализ исторического раствора может предоставить информацию, необходимую для разработки новые строительные смеси и методы нанесения.

Хотя это и не критично для успешного проекта переориентации, для проектов, связанных с объектами особой исторической значимости, анализ строительного раствора квалифицированной лабораторией может быть полезен путем предоставления информации об исходных ингредиентах. Однако у такого анализа есть ограничения, и спецификации заменяющего раствора не должны основываться исключительно на лабораторных анализах. Анализ требует интерпретации, и существуют важные факторы, которые влияют на состояние и характеристики раствора, которые не могут быть установлены с помощью лабораторного анализа.Они могут включать: исходное содержание воды, скорость отверждения, погодные условия во время первоначального строительства, метод смешивания и укладки раствора, а также чистоту и состояние песка. Самая полезная информация, которую можно получить в результате лабораторного анализа, — это определение песка по градации и цвету. Это позволяет с некоторой точностью подобрать цвет и текстуру раствора, поскольку песок является самым крупным ингредиентом по объему.

При создании нового раствора, совместимого с каменными плитами, цель состоит в том, чтобы добиться того, чтобы он максимально соответствовал историческому раствору, чтобы новый материал мог сосуществовать со старым в симпатии, поддержке и, при необходимости, жертвенная способность.Точные физические и химические свойства исторического раствора не имеют большого значения, если новый раствор соответствует следующим критериям:

• Новый раствор должен соответствовать историческому раствору по цвету, текстуре и инструментам. (Если будет проведен лабораторный анализ, можно будет сопоставить компоненты связующего и их пропорции с историческим строительным раствором, если эти материалы доступны.)
• Песок должен соответствовать песку в историческом растворе.(Цвет и текстура нового раствора обычно становятся на свои места, если песок удачно совмещен.)
• Новый раствор должен иметь на большую паропроницаемость и быть на мягче (измеряется по прочности на сжатие), чем блоки каменной кладки.
• Новый раствор должен быть как паропроницаемый, и как мягкий или более мягкий (измеряется по прочности на сжатие), чем исторический раствор. (Мягкость или твердость не обязательно являются показателем проницаемости; старые твердые известковые растворы все еще могут сохранять высокую проницаемость.)

Этот раствор является подходящей консистенцией для перетяжки исторического кирпича. Фото: Джон П. Спевик.

Методы анализа строительных растворов можно разделить на две большие категории: мокрый химический и инструментальный . Многие лаборатории, которые анализируют исторические растворы, используют простой метод wet-chemical , называемый кислотным расщеплением, при котором образец строительного раствора измельчается, а затем смешивается с разбавленной кислотой.Кислота растворяет все карбонатсодержащие минералы не только в связующем, но и в совокупности (например, раковинах устриц, коралловом песке или других материалах на основе карбонатов), а также в любых других растворимых в кислоте материалах. Остается песок и мелкозернистый нерастворимый в кислоте материал. Существует несколько вариантов простого теста на переваривание кислоты. Один из них включает сбор углекислого газа, выделяемого при переваривании карбоната кислотой; на основе объема газа можно точно определить содержание карбната в строительном растворе (Jedrzejewska, 1960).Простые методы кислотного разложения являются быстрыми, недорогими и простыми в применении, но информация, которую они предоставляют об исходном составе строительного раствора, ограничивается цветом и текстурой песка. Метод сбора газа дает больше информации о связующем, чем простой тест на кислотное разложение.

Инструментальные методы анализа , которые использовались для оценки строительных растворов, включают микроскопию в поляризованном свете или микроскопию тонких срезов, сканирующую электронную микроскопию, атомно-абсорбционную спектроскопию, дифракцию рентгеновских лучей и дифференциальный термический анализ.Все инструментальные методы требуют не только дорогостоящего специализированного оборудования, но и высококвалифицированных опытных аналитиков. Однако инструментальные методы могут дать гораздо больше информации о миномете. Микроскопия тонких срезов, вероятно, является наиболее часто используемым инструментальным методом. Исследование тонких ломтиков строительного раствора в проходящем свете часто используется в дополнение к методам кислотного разложения, особенно для поиска агрегатов на карбонатной основе. Например, новый метод испытаний ASTM, ASTM C 1324-96 «Метод испытаний для исследования и анализа затвердевших строительных растворов», который был разработан специально для анализа современных известково-цементных и кладочных цементных растворов, сочетает в себе комплексную серию влажных химических анализов. с помощью микроскопии тонких срезов.

Недостатком большинства методов анализа строительных растворов является то, что образцы строительных растворов известного состава не анализировались для оценки метода. Исторические минометы не были приготовлены в соответствии с узкими спецификациями из материалов одинакового качества; они содержат широкий спектр материалов местного происхождения, объединенных по усмотрению каменщика. В то время как конкретный метод может быть в состоянии точно определить исходные пропорции известково-цементно-песчаного раствора, приготовленного из современных материалов, полезность этого метода для оценки исторических строительных растворов сомнительна, если он не был протестирован на растворах, приготовленных из более широко используемых материалов. в прошлом.

Растворы для повторного наложения должны быть мягче или более проницаемыми, чем блоки каменной кладки, и не более твердыми или непроницаемыми, чем исторический раствор, чтобы предотвратить повреждение блоков каменной кладки. Распространенной ошибкой является предположение, что твердость или высокая прочность являются мерой пригодности, особенно для исторических строительных растворов на основе извести. Напряжения в стене, вызванные расширением, сжатием, миграцией влаги или оседанием, необходимо каким-либо образом учитывать; в кирпичной стене эти напряжения должны сниматься раствором, а не каменными элементами.Раствор с более высокой прочностью на сжатие, чем блоки каменной кладки, не будет «давать», таким образом вызывая снятие напряжений через блоки каменной кладки, что приводит к необратимым повреждениям кладки, таким как трещины и сколы, которые нельзя легко отремонтировать.

Это здание начала 19 века ремонтируется известковым раствором. Фото: Трэвис Макдональд.

Хотя напряжения также могут нарушить связь между строительным раствором и каменными блоками, позволяя воде проникать в образовавшиеся микротрещины, это легче исправить в стыке путем перенаправления, чем если бы разрыв произошел в каменных блоках.

Проницаемость или скорость паропроницаемости также имеет решающее значение. Растворы с высоким содержанием извести более проницаемы, чем более плотные цементные растворы. Исторически сложилось так, что строительный раствор действовал как подстилочный материал — в отличие от компенсационного шва — а не «клей» для блоков кладки, и влага могла мигрировать через швы раствора, а не блоки кладки. Когда влага испаряется из кладки, она откладывает любые растворимые соли либо на поверхности в виде высолов , либо под поверхностью в виде субфлоресценций . Хотя соли, осевшие на поверхности кирпичной кладки, обычно относительно безвредны, кристаллизация соли внутри каменной кладки создает давление, которое может вызвать откол или расслоение частей внешней поверхности. Если раствор не позволяет влаге или водяным парам выходить из стены и испаряться, это приведет к повреждению блоков кладки.

Песок

Песок — самый крупный компонент раствора и материал, придающий раствору его характерный цвет, текстуру и сцепляемость.Песок не должен содержать примесей, таких как соли или глина. Три ключевых характеристики песка: форма частиц, градация и соотношение пустот.

При просмотре под увеличительным стеклом или микроскопом с малым увеличением частицы песка обычно имеют либо закругленные края, как в пляжном и речном песке, либо острые угловатые края, как в измельченном или искусственном песке. Для повторного нанесения раствора предпочтительнее окатанный песок или натуральный песок по двум причинам. Обычно он похож на песок в исторической ступке и обеспечивает лучшее визуальное совпадение.Он также обладает лучшими рабочими качествами или пластичностью и, таким образом, может легче вдавливаться в шов, обеспечивая хороший контакт с оставшимся историческим раствором и поверхностью соседних блоков кладки. Хотя промышленный песок часто более доступен, обычно можно найти запас окатанного песка.

Градация песка (гранулометрический состав) играет очень важную роль в долговечности и когезионных свойствах раствора. Строительный раствор должен иметь определенный процент от крупных до мелких частиц для обеспечения оптимальных характеристик.Приемлемые рекомендации по гранулометрическому составу можно найти в ASTM C 144 (Американское общество испытаний и материалов). Однако в действительности, поскольку ни исторические, ни современные пески не всегда соответствуют стандарту ASTM C 144, сопоставление одного и того же внешнего вида и градации частиц обычно требует просеивания песка.

Совок песка содержит множество мелких пустот между отдельными зернами. Хорошо работающий раствор заполняет все эти небольшие пустоты вяжущим (комбинация цемент / известь или смесь) сбалансированным образом.Песок с хорошей сортировкой обычно имеет долю пустот 30% по объему. Таким образом, обычно следует использовать 30% связующего по объему, если только в историческом растворе не было другого соотношения связующее: заполнитель. Это представляет собой соотношение вяжущего к песку 1: 3, которое часто встречается в технических характеристиках строительных растворов.

Для переориентации песок обычно должен соответствовать ASTM C 144, чтобы гарантировать надлежащую градацию и отсутствие примесей; могут потребоваться некоторые изменения, чтобы соответствовать исходному размеру и градации. Цвет и текстура песка также должны максимально соответствовать оригиналу, чтобы обеспечить правильное соответствие цвета без других добавок.

Лайм

В составах строительных растворов до конца 19 века в качестве основного связующего материала использовалась известь. Известь получают при нагревании известняка при высоких температурах, который сжигает углекислый газ и превращает известняк в негашеную известь. Существует три типа известняка — кальций, магний и доломит, которые различаются по содержанию карбоната магния, который придает строительный раствор особым качествам. Исторически для изготовления строительных растворов использовалась кальциевая известь, а не доломитовая известь (карбонат кальция-магния), наиболее часто применяемая сегодня.Но также важно иметь в виду тот факт, что историческая известь и другие компоненты строительного раствора сильно различались, потому что они были натуральными, в отличие от современной извести, которая производится и, следовательно, стандартизирована. Поскольку некоторые виды извести, а также другие компоненты строительного раствора, которые использовались исторически, больше недоступны, даже если предпринимаются сознательные усилия для воспроизведения «исторической» смеси, это может быть недостижимо из-за различий. между современными и историческими материалами.

Замыкание строительного раствора на верхней части стены было неправильно использовано здесь. В результате он не был долговечным. Фото: файлы NPS.

Сам лайм при смешивании с водой в пасту очень пластичный и кремообразный. Он останется работоспособным и мягким на неопределенный срок, если хранить его в закрытой таре. Известь (гидроксид кальция) затвердевает в результате карбонизации, поглощая углекислый газ в основном из воздуха, превращаясь в карбонат кальция.После того, как известково-песчаный раствор смешан и помещен в стену, начинается процесс газирования. Если известковый раствор высохнуть слишком быстро, карбонизация раствора будет уменьшена, что приведет к плохой адгезии и плохой стойкости. Кроме того, известковый раствор слабо растворяется в воде и, таким образом, может повторно закрыть любые микротрещины, которые могут образоваться в течение срока службы раствора. Известковый раствор мягкий, пористый и мало меняет объем при колебаниях температуры, что делает его хорошим выбором для исторических зданий. Благодаря этим качествам известковый раствор с высоким содержанием кальция может быть рассмотрен для многих новых проектов, а не только тех, которые связаны с историческими зданиями.

Для переориентации известь должна соответствовать ASTM C 207, тип S или тип SA, гидратированная известь для каменных целей. Эта гашеная известь предназначена для обеспечения высокой пластичности и водоудержания. Использование негашеной извести, которую необходимо гашить и замачивать вручную, может иметь преимущества перед гашеной известью в некоторых проектах восстановления, если позволяют время и деньги.

Известковая замазка

Известковая шпатлевка — это гашеная известь, имеющая консистенцию замазки или пасты. Он должен соответствовать ASTM C 5. Строительный раствор может быть смешан с использованием известковой замазки в соответствии со спецификацией свойств или пропорций ASTM C 270.

Портлендский цемент

В качестве основного вяжущего материала в растворах 20-го века использовался портландцемент. Прямой раствор из портландцемента и песка чрезвычайно твердый, противостоит движению воды, дает усадку при схватывании и подвергается относительно большим тепловым движениям.При смешивании с водой портландцемент образует жесткую густую пасту, которая не поддается обработке и очень быстро затвердевает. (В отличие от извести, портландцемент затвердевает независимо от погодных условий и не требует циклов смачивания и сушки.) Некоторые портландцементы улучшают удобоукладываемость и пластичность раствора, не оказывая отрицательного воздействия на готовый проект; он также обеспечивает раннюю прочность строительного раствора и ускоряет схватывание. Таким образом, может оказаться целесообразным добавить немного портландцемента в строительный раствор на основе извести даже при повторной укладке относительно мягкого кирпича 18-го или 19-го века при некоторых обстоятельствах, когда требуется немного более твердый раствор.Чем больше портландцемента добавлено в состав раствора, тем тверже он становится и тем быстрее начинается первоначальное схватывание.

Для повторного нанесения портландцемент должен соответствовать ASTM C 150. Белый, не оставляющий пятен портландцемент может обеспечить лучшее соответствие цвета некоторым историческим растворам, чем более широко доступный серый портландцемент. Однако не следует полагать, что белый портландцемент всегда подходит для всех исторических зданий, поскольку исходный раствор мог быть смешан с серым цементом.Цемент не должен содержать более 0,60% щелочи, чтобы избежать высолов.

Кладочный цемент

Кладочный цемент — это предварительно замешанная строительная смесь, которую обычно можно найти в строительных магазинах и магазинах домашнего ремонта. Он разработан для производства строительных растворов с прочностью на сжатие 750 фунтов на квадратный дюйм или выше при смешивании с песком и водой на стройплощадке. Он может содержать гашеную известь, но всегда содержит большое количество портландцемента, а также измельченный известняк и другие агенты, улучшающие удобоукладываемость, включая воздухововлекающие агенты.Поскольку кладочные цементы не обязательно должны содержать гашеную известь и, как правило, не содержат извести, они производят высокопрочные растворы, которые могут повредить историческую кладку. По этой причине они обычно не рекомендуются для использования на исторических каменных зданиях.

Известковый раствор (предварительно смешанный)

Растворы из гашеной извести и предварительно замешанные растворы для замазки извести с соответствующим песком или без него имеются в продаже. Также доступны нестандартные растворы в цвете.В большинстве случаев предварительно замешанные известковые растворы, содержащие песок, могут не обеспечить точного соответствия; однако, если проект требует полного переналадки, можно рассмотреть возможность использования предварительно смешанного известкового раствора, если раствор совместим по прочности с кладкой. Если проект включает в себя только отобранное, «точечное» повторное наведение, тогда может быть лучше провести анализ раствора, который может предоставить заказной предварительно смешанный известковый раствор с подходящим песком. В любом случае, если будет использоваться предварительно смешанный известковый раствор, он должен содержать гашеную известь типа S или SA в соответствии с ASTM C 207.

Вода

Вода должна быть питьевой — чистой и не содержать кислот, щелочей или других растворенных органических веществ.

Другие компоненты

Исторические компоненты

Помимо цвета песка, текстура раствора имеет решающее значение при воспроизведении исторического раствора. Большинство строительных растворов, датируемых серединой XIX века, за некоторыми исключениями, имеют довольно однородную текстуру и цвет. Некоторые более ранние строительные растворы не имеют такой однородной текстуры и могут содержать комки частично обожженной извести или «грязной извести», ракушку (которая часто служила источником извести, особенно в прибрежных районах), природные цементы, кусочки глины, сажи или других пигментов или даже шерсть животных.Визуальные характеристики этих минометов могут быть воспроизведены за счет использования аналогичных материалов в строительном растворе.

Тиражирование таких уникальных или индивидуальных минометов потребует написания новых спецификаций для каждого проекта. Если возможно, следует включить предлагаемые источники специальных материалов. Например, измельченные раковины устриц различных размеров можно приобрести у дилеров по поставкам домашней птицы.

Пигменты

Некоторые исторические растворы, особенно в конце 19 века, были тонированы, чтобы соответствовать или контрастировать с кирпичом или камнем.Обычно использовались красные пигменты, иногда в виде кирпичной крошки, а также коричневые и черные пигменты. Существуют современные пигменты, которые можно добавлять в строительный раствор на стройплощадке, но они не должны превышать 10 процентов по весу портландцемента в смеси, а содержание технического углерода должно быть ограничено до 2 процентов. Для предотвращения обесцвечивания и выцветания следует использовать только синтетические минеральные оксиды, устойчивые к воздействию щелочей и солнечных лучей.

Современные компоненты

Добавки используются для создания определенных характеристик строительного раствора, и то, следует ли их использовать, будет зависеть от индивидуального проекта. Воздухововлекающие агенты , например, помогают раствору противостоять замораживанию-оттаиванию в северном климате. Ускорители используются для уменьшения замерзания раствора перед схватыванием, а замедлители схватывания помогают продлить срок службы раствора в жарком климате. Выбор добавок должен производиться архитектором или реставратором архитектуры как часть спецификаций, а не что-то, что обычно добавляют каменщики.

Как правило, современные химические добавки не нужны и могут, фактически, иметь пагубные последствия для исторических проектов каменной кладки.Не рекомендуется использование антифризов. Они не очень эффективны с растворами с высоким содержанием извести и могут содержать соли, которые позже могут вызвать высолы. Лучше всего нагреть песок и воду и защитить выполненную работу от замерзания. Никакие окончательные исследования не определили, следует ли использовать воздухововлекающие добавки для защиты от воздействия мороза и повышения пластичности, но в зонах экстремального воздействия, требующих высокопрочных растворов с более низкой проницаемостью, может быть желательным воздухововлечение 10-16 процентов (см. Формулу для «суровых погодных условий» в растворах типа и смеси).Связующие вещества не заменяют надлежащую подготовку швов, и их, как правило, следует избегать. Если шов подготовлен должным образом, новый раствор будет хорошо сцеплен с прилегающими поверхностями. Кроме того, связующий агент трудно удалить, если он размазан по поверхности кладки.

Растворы для перепланировки проектов, особенно тех, которые связаны с историческими зданиями, обычно смешиваются на заказ для обеспечения надлежащих физических и визуальных качеств.Эти материалы можно комбинировать в различных пропорциях для создания раствора с желаемыми характеристиками и долговечностью. Фактическая спецификация конкретного типа раствора должна учитывать все факторы, влияющие на срок службы здания, включая: текущие условия площадки, текущее состояние кладки, функцию нового раствора, степень воздействия погодных условий и навыки каменщика. .

Здесь правильно используются молоток и долото для подготовки стыка к перетяжке.Фото: Джон П. Спевик.

Таким образом, не может быть двух абсолютно одинаковых проектов. Современные материалы, предназначенные для повторного нанесения раствора, должны соответствовать спецификациям Американского общества испытаний и материалов (ASTM) или сопоставимым федеральным спецификациям, а полученный раствор должен соответствовать ASTM C 270, Строительный раствор для каменной кладки.

Указать пропорции перетяжки ступки для конкретной работы не так сложно, как может показаться.Пять типов строительных растворов, каждый с соответствующей рекомендуемой смесью, были установлены ASTM, чтобы отличать высокопрочный строительный раствор от мягкого эластичного строительного раствора. ASTM обозначил их в порядке убывания приблизительной общей прочности как Тип M (2500 фунтов на квадратный дюйм), Тип S (1800 фунтов на квадратный дюйм), Тип N (750 фунтов на квадратный дюйм), Тип O (350 фунтов на квадратный дюйм) и Тип K (75 фунтов на квадратный дюйм). (Буквы, обозначающие типы, взяты из слов MASON WORK с использованием каждой второй буквы.) Тип K имеет самое высокое содержание извести среди смесей, содержащих портландцемент, хотя сегодня он редко используется, за исключением некоторых исторических проектов по сохранению.Обозначение «L» в прилагаемой таблице обозначает прямую смесь извести и песка. Указание соответствующего строительного раствора ASTM по пропорции ингредиентов обеспечит желаемые физические свойства. Если не указано иное, размеры или пропорции растворных смесей всегда указываются в следующем порядке: цемент-известь-песок. Таким образом, смесь типа K, например, будет обозначаться как 1-3-10, или 1 часть цемента на 3 части извести на 10 частей песка. Другие требования для создания желаемых визуальных качеств должны быть включены в спецификации.

Прочность миномета может быть разной. При смешивании с большим количеством портландцемента получается более твердый раствор. Чем больше добавлено извести, тем мягче и пластичнее становится раствор, повышая его удобоукладываемость. Раствор, обладающий высокой прочностью на сжатие, может быть желателен для пирса из твердого камня (например, гранита), поддерживающего настил моста, тогда как более мягкий, более проницаемый известковый раствор будет предпочтительнее для исторической стены из мягкого кирпича. Ухудшение кладки, вызванное отложением солей, происходит, когда раствор менее проницаем, чем кладка.Крепкий раствор по-прежнему более проницаем, чем твердый плотный камень. Однако в стене, построенной из мягкого кирпича, где сама кладка имеет относительно высокую проницаемость или скорость паропроницаемости, для сохранения достаточной проницаемости необходим мягкий раствор с высоким содержанием извести.

Перенастройка дорог и требует много времени из-за большого объема ручной работы и специальных материалов. Желательно переназначить только те области, которые требуют работы, а не всю стену, как это часто указывается.Но если необходимо изменить точку на 25–50 или более процентов стены, изменение точки всей стены может быть более экономически эффективным, чем изменение точки.

При ремонте этой каменной стены каменщик подобрал приподнятый профиль оригинального крепления. Фото: файлы NPS.

Полное перенаправление также может быть более разумным при затрудненном доступе, требующем возведения дорогостоящих строительных лесов (если большая часть раствора не является прочной и вряд ли потребует замены в обозримом будущем).Каждый проект требует суждения, основанного на множестве факторов. Признание этого с самого начала поможет предотвратить чрезмерное повышение стоимости многих рабочих мест.

При планировании в первую очередь необходимо учитывать сезонные аспекты. Вообще говоря, температура стен от 40 до 95 градусов F (от 8 до 38 градусов C) предотвратит замерзание или чрезмерное испарение воды в растворе. В идеале перенаправление следует проводить в тени, вдали от сильного солнечного света, чтобы замедлить процесс высыхания, особенно в жаркую погоду.При необходимости для масштабных проектов может быть предоставлена ​​тень с соответствующими модификациями строительных лесов.

Также должна быть признана взаимосвязь переноса на другие работы, предлагаемые в здании. Например, если ожидается удаление краски или очистка, и если швы раствора в основном прочны и требуют только выборочной повторной наладки, обычно лучше отложить повторную наметку до завершения этих работ. Однако, если раствор сильно разрушился, позволив влаге проникнуть глубоко в стену, перед очисткой необходимо выполнить повторную расстановку.Сопутствующие работы, такие как структурный ремонт или ремонт крыши, следует планировать так, чтобы они не мешали перенаправлению и чтобы во всех работах можно было максимально использовать преимущества возведенных лесов.

Механический шлифовальный станок, неправильно использованный для вырезания горизонтального шва и несовместимая перетяжка, серьезно повредил кирпич XIX века. Фото: файлы NPS.

Руководители зданий также должны осознавать трудности, которые может создать проект переориентации.Этот процесс занимает много времени, и строительные леса, возможно, придется оставить на месте в течение длительного периода времени. Процесс совместной подготовки может быть довольно шумным и может генерировать большое количество пыли, которую необходимо контролировать, особенно в воздухозаборниках, чтобы защитить здоровье человека, а также там, где это может повредить работающее оборудование. Время от времени входы могут быть заблокированы, что затрудняет доступ как арендаторам здания, так и посетителям. Ясно, что управляющим зданиями необходимо будет координировать работу по переналадке с другими событиями на объекте.

Выбор подрядчика Идеальный способ выбора подрядчика — это попросить совета у знающих владельцев недавно отремонтированных исторических зданий. Квалифицированные подрядчики затем могут предоставить списки других проектов переназначения для проверки. Однако чаще подрядчик для проекта переориентации выбирается на основе конкурентных торгов, контроль над которыми у клиента или консультанта ограничен. В этой ситуации важно обеспечить, чтобы в спецификациях оговаривалось, что каменщики должны иметь как минимум пятилетний опыт работы с реконструкцией исторических каменных зданий, чтобы иметь право участвовать в торгах по проекту.Контракты присуждаются участнику, предложившему самую низкую ответственную цену, и участники торгов, которые плохо проявили себя по другим проектам, обычно могут быть исключены из рассмотрения на этой основе, даже если у них самые низкие цены.

В контрактных документах должны быть указаны цены за единицу продукции, а также базовое предложение. Ценообразование за единицу продукции вынуждает подрядчика заранее определить, какое увеличение или уменьшение затрат будет на работу, которая отличается от объема базового предложения. Если, например, у подрядчика будет на пятьдесят погонных футов меньше перетяжки камня, чем указано в контрактной документации, но на тридцать погонных футов больше у кирпича, будет легко определить окончательную цену за работу.Обратите внимание, что каждый тип работы — изменение точки кирпича, изменение точки камня или аналогичные предметы — будет иметь свою цену за единицу. Цена за единицу также должна отражать количество; один погонный фут указателя в пяти разных точках будет дороже, чем пять смежных погонных футов.

Тестовые панели

Эти панели готовятся подрядчиком с использованием тех же методов, которые будут использоваться в оставшейся части проекта. Несколько местоположений панелей — желательно не на фасаде или в другом хорошо видимом месте здания — могут потребоваться для включения всех типов кладки, стилей швов, цветов раствора и других проблем, которые могут возникнуть при работе.

Неквалифицированная переналадка отрицательно повлияла на облик этого здания конца 19 века. Фото: файлы NPS.

Если, например, также должны проводиться испытания на очистку, их следует проводить в том же месте. Обычно для кирпичной кладки достаточно площади 3 на 3 фута, в то время как для каменной кладки может потребоваться несколько большая площадь. Эти панели устанавливают приемлемый стандарт работы и служат эталоном для оценки и принятия последующих работ по зданию.

Препарирование суставов

Старый раствор следует удалить на минимальную глубину в 2–2-1 / 2 раза больше ширины шва, чтобы обеспечить надлежащее сцепление и предотвратить «выскакивание» раствора. Для большинства кирпичных швов это потребует удаления раствора на глубину примерно от Ω до 1 дюйма; для каменной кладки с широкими швами может потребоваться удаление раствора на глубину нескольких дюймов. Любой рыхлый или распавшийся раствор сверх этой минимальной глубины также должен быть удален.

Хотя некоторые повреждения могут быть неизбежны, тщательная подготовка швов может помочь ограничить повреждение блоков кладки.Традиционный способ удаления старого раствора — использование ручных долот и молотков. Несмотря на то, что этот метод трудоемок, в большинстве случаев этот метод представляет наименьшую угрозу повреждения исторических блоков каменной кладки и дает наилучший конечный продукт.

Однако наиболее распространенный метод удаления строительного раствора — использование пилы или шлифовального станка. Использование электроинструмента неквалифицированными каменщиками может иметь катастрофические последствия для исторической кладки, особенно для мягкого кирпича. Использование бензопилы на стенах с тонкими швами, таких как большинство кирпичных стен, почти всегда приводит к повреждению каменных блоков из-за разламывания краев и перерезания на головке или вертикальных швов.

Однако небольшие долота с пневматическим приводом, как правило, можно безопасно и эффективно использовать для удаления строительного раствора с исторических зданий, если каменщики сохраняют надлежащий контроль над оборудованием. При определенных обстоятельствах тонкие шлифовальные машины с алмазным лезвием можно использовать для вырезания горизонтальных стыков только на твердом портландцементном растворе, обычном для большинства каменных зданий начала 20 века. Обычно автоматические инструменты наиболее успешно удаляют старый раствор, не повреждая кирпичную кладку, когда они используются в сочетании с ручными инструментами при подготовке к перетяжке.Если горизонтальные швы являются однородными и довольно широкими, можно использовать механическую пилу по камню для облегчения удаления раствора, например, разрезая по середине шва; Окончательное удаление раствора со сторон швов следует производить ручным зубилом и молотком. Фрезы для уплотнения с алмазными лезвиями иногда можно успешно использовать для вырезания швов без повреждения кладки. Фрезы для конопатки работают медленно; они не вращаются, а вибрируют с очень высокой скоростью, что сводит к минимуму возможность повреждения каменных блоков.Хотя механические инструменты можно безопасно использовать в ограниченных обстоятельствах для вырезания горизонтальных швов при подготовке к повторной нарезке, их никогда не следует использовать на вертикальных швах из-за опасности поскользнуться и врезаться в кирпич выше или ниже вертикального шва. Использование электроинструментов для удаления раствора без повреждения окружающей каменной кладки также требует высококвалифицированных каменщиков, имеющих опыт работы с историческими каменными зданиями. Подрядчики должны продемонстрировать умение обращаться с электроинструментами до утверждения их использования.

Использование любого из этих электроинструментов также может быть более приемлемым для твердого камня, такого как кварцит или гранит, чем для терракоты с его стекловидной глазурью, или для мягкого кирпича или камня. Испытательная панель должна определить приемлемость электроинструмента. Если разрешается использование электроинструментов, подрядчик должен разработать программу контроля качества для учета утомляемости рабочих и аналогичных переменных.

Раствор должен быть аккуратно удален с блоков кладки, оставляя квадратные углы позади разреза.Перед заливкой стыки следует промыть струей воды, чтобы удалить все рыхлые частицы и пыль. Во время заливки швы должны быть влажными, но без стоячей воды. Для кирпичных стен из известняка, песчаника и обычного кирпича, которые обладают высокой впитывающей способностью, рекомендуется наносить непрерывный водяной туман в течение нескольких часов до начала повторного нанесения.

Приготовление раствора

Компоненты строительного раствора должны быть отмерены и тщательно перемешаны, чтобы обеспечить единообразие визуальных и физических характеристик.Сухие ингредиенты измеряются по объему и тщательно перемешиваются перед добавлением воды. Песок необходимо добавлять во влажном рыхлом состоянии, чтобы избежать чрезмерного шлифования. Строительный раствор для повторного нанесения обычно предварительно гидратируется путем добавления воды, чтобы он просто держался вместе, таким образом позволяя ему постоять в течение определенного периода времени, прежде чем добавляется последняя вода. Следует добавить половину воды и перемешать примерно 5 минут. Затем следует добавлять оставшуюся воду небольшими порциями до получения строительного раствора желаемой консистенции.Общий необходимый объем воды может варьироваться от партии к партии в зависимости от погодных условий. Важно свести количество воды к минимуму по двум причинам: во-первых, более сухой раствор чище для работы и его можно плотно уплотнить в швы; во-вторых, без испарения лишней воды, раствор затвердевает без усадочных трещин. Раствор следует использовать в течение примерно 30 минут после окончательного перемешивания, при этом нельзя допускать «повторного темперирования» или добавления воды.

Использование известковой замазки для приготовления раствора

Раствор, изготовленный из известковой замазки и песка, иногда называемый грубым или грубым веществом, должен измеряться по объему, и для него могут потребоваться несколько иные пропорции, чем для гашеной извести.Для достижения приемлемой консистенции обычно не требуется дополнительной воды, поскольку в замазке уже содержится достаточно воды. Сначала дозируют песок, затем известковую замазку, затем перемешивают в течение пяти минут или до тех пор, пока весь песок не будет полностью покрыт известковой замазкой. Но перемешивания, в привычном понимании переворачивания мотыгой, иногда может быть недостаточно, если необходимо получить наилучшие характеристики от известкового замазочного раствора. Хотя старая практика рубки, взбивания и утрамбовки строительного раствора была в значительной степени забыта, недавние полевые работы подтвердили, что известковая замазка и песок, утрамбованные и забитые деревянным молотком или рукоятью топора, с вкраплениями измельчения мотыгой, могут значительно улучшить удобоукладываемость и представление.Интенсивность этого действия увеличивает общий контакт извести и песка и удаляет излишки воды путем уплотнения других ингредиентов. Для более крупных проектов также может быть выгодно использовать для смешивания тарельчатую мельницу. Мельницы для производства цементных растворов, которые имеют давние традиции в Европе, производят замазочный раствор высшего качества, недостижимый с помощью современных лопастных и барабанных смесителей.

Для более крупных проектов по перетяжке известковую замазку и песок можно заранее смешать и хранить неограниченное время, на строительной площадке или за ее пределами, что устраняет необходимость в кучах песка на стройплощадке.Эта смесь, напоминающая влажный коричневый сахар, должна быть защищена от воздуха в герметичных контейнерах, накрыв сверху влажным куском мешковины, или запечатана в большом пластиковом пакете, чтобы предотвратить испарение и преждевременное карбонизирование. Через несколько месяцев известково-песчаная смесь может быть преобразована в работоспособное пластичное состояние без дополнительной воды.

Если портландцемент указан в известковой замазке и песчаном растворе — тип O (1: 2: 9) или тип K (1: 3: 11) — портландцемент следует сначала смешать с суспензионной пастой, прежде чем добавлять ее в раствор. известковая замазка и песок.Это не только гарантирует, что портландцемент равномерно распределен по всей смеси, но и при добавлении сухого портландцемента к влажным ингредиентам он имеет тенденцию «комковаться», создавая угрозу диспергированию. (Обычно после введения портландцемента в известковую замазку необходимо добавить воду и отшлифовать ее.) На этом этапе следует добавлять любые цветные пигменты и перемешивать в течение полных пяти минут. Раствор следует использовать в течение 30 минут — 1 час, повторный темперирование не допускается. После добавления портландцемента раствор больше нельзя хранить.

Заполнение шва

Если существующий раствор был удален на глубину более 1 дюйма, эти более глубокие участки должны быть сначала заполнены, уплотняя новый раствор в несколько слоев. Задняя часть всего стыка должна быть заполнена последовательно, нанося примерно 1/4 дюйма раствора, хорошо утрамбовывая его в задние углы. Это приложение может вытягиваться вдоль стены на несколько футов. Как только раствор достигнет твердости отпечатка большого пальца, можно нанести еще один слой раствора толщиной 1/4 дюйма — примерно такой же толщины.Потребуется несколько слоев, чтобы заполнить шов заподлицо с внешней поверхностью кладки. Важно дать каждому слою время затвердеть перед нанесением следующего слоя; Большая часть усадки раствора происходит в процессе отверждения, и, таким образом, наслоение сводит к минимуму общую усадку.

Когда последний слой раствора остается твердым, следует обработать шов, чтобы он соответствовал историческому шву. Правильный выбор инструмента важен для получения однородного цвета и внешнего вида. При слишком мягкой обработке цвет будет светлее, чем ожидалось, и могут появиться микротрещины; при слишком сильном оштукатуривании могут появиться темные полосы, называемые «прожиганием инструмента», и хорошее сцепление раствора с каменными блоками не будет достигнуто.

Если старые кирпичи или камни имеют изношенные, закругленные края, лучше всего сделать небольшой выемок для окончательного раствора с лицевой стороны кладки. Эта процедура поможет избежать сустава, который визуально шире, чем сам сустав; это также предотвратит образование большого тонкого выступа, который легко повредить, впуская воду. После обработки излишки раствора можно удалить с края шва, обработав щеткой из натуральной щетины или нейлоновой щеткой. Щетки с металлической щетиной никогда не следует использовать для обработки исторической кирпичной кладки.

Условия отверждения

Предварительное отверждение растворов с высоким содержанием извести — тех растворов, которые содержат больше извести по объему, чем портландцемент, т. Е. Типа O (1: 2: 9), типа K (1: 3: 11) и прямой извести / песка. , Тип «L» (0: 1: 3) — происходит довольно быстро, так как вода из смеси теряется на пористой поверхности кладки и из-за испарения. Слишком быстрое высыхание раствора с высоким содержанием извести (особенно типа «L») может привести к мелению, плохой адгезии и плохой стойкости.Периодическое смачивание заштрихованной области после того, как швы раствора стали жесткими и были обработаны финишной обработкой, может значительно ускорить процесс карбонизации. По возможности, распыление с помощью ручного опрыскивателя с тонкой насадкой может быть простым делом в течение дня или двух после повторного прицеливания. Частота намокания будет зависеть от местных условий, но сначала она может быть каждый час, а затем постепенно снижаться до трех или четырех часов. Стены должны быть покрыты мешковиной в течение первых трех дней после перетяжки.(Можно использовать пластик, но его следует накрывать навесом, а не ставить прямо у стены.) Это помогает сохранять стены влажными и защищает их от прямых солнечных лучей. После того, как карбонизация извести началась, она будет продолжаться в течение многих лет, и известь наберет прочность, поскольку она снова превратится в карбонат кальция внутри стены.

Фронтон 18 века и окружающая стена имеют совершенно разные стыки из раствора. Фото: файлы NPS.

Старение строительного раствора

Даже при максимальных усилиях по подбору цвета, текстуры и материалов существующего раствора обычно будет заметная разница между старой и новой работой, отчасти потому, что новый раствор был подобран к неответренным частям исторического раствора.Другой причиной небольшого несоответствия может быть то, что песок в старом растворе более обнажен из-за небольшой эрозии извести или цемента. Хотя точечное повторное наведение обычно предпочтительнее и должна быть допустима некоторая разница в цвете, если разница между старым и новым строительным раствором слишком велика, в некоторых случаях может быть целесообразно переназначить всю область стены или весь объект, такой как залив , чтобы минимизировать разницу между старым и новым раствором. Если раствор правильно подобран, обычно лучший способ справиться с различиями в цвете поверхности — дать раствору стареть естественным образом.Перед применением необходимо тщательно протестировать другие способы устранения этих различий, в том числе очистку участков без повторных точек или окрашивание нового раствора.

Окрашивание нового раствора для достижения лучшего соответствия цвета обычно не рекомендуется, но в некоторых случаях может быть целесообразным. Хотя окрашивание может обеспечить первоначальное совпадение, старый и новый минометы могут выветриваться с разной скоростью, что приводит к визуальным различиям через несколько сезонов. Кроме того, смеси, используемые для окрашивания раствора, могут нанести вред кладке; например, они могут вводить соли в кладку, что может привести к высолу.

Очистка восстановленной кладки

Если работа по перетяжке выполняется аккуратно, в очистке не будет необходимости, кроме удаления небольшого количества раствора с края стыка после обработки инструмента. Это можно сделать с помощью жесткой натуральной щетины или нейлоновой кисти после высыхания раствора, но до его первоначального схватывания (1-2 часа). Затвердевший раствор обычно можно удалить деревянной лопаткой или, при необходимости, долотом.

Дальнейшую очистку лучше всего производить простой водой и щетками из натуральной щетины или нейлона.Если необходимо использовать химические вещества, их следует выбирать с особой осторожностью. Неправильная очистка может привести к порче кладки, порче раствора, появлению пятен раствора и высолов. Швы нового раствора особенно подвержены повреждениям, потому что они не затвердевают полностью в течение нескольких месяцев. Химические чистящие средства, особенно кислоты, никогда не следует использовать для сухой кладки. Кладку всегда следует полностью пропитать водой перед нанесением химикатов. После очистки стены следует снова промыть простой водой, чтобы удалить все следы химикатов.

Следует предпринять несколько мер предосторожности, если необходимо очистить заново заделанную каменную стену. Во-первых, перед очисткой раствор должен полностью затвердеть. Обычно достаточно тридцати дней, в зависимости от погоды и воздействия; как упоминалось ранее, раствор будет продолжать отверждаться даже после того, как затвердеет. Следует подготовить испытательные панели для оценки воздействия различных методов очистки. Как правило, на новых каменных стенах следует использовать только промывку водой под очень низким давлением (100 фунтов на квадратный дюйм) с добавлением жесткой натуральной щетины или нейлоновых щеток, за исключением глазурованных или полированных поверхностей, где следует использовать только мягкие ткани.**

Новое строение «налет» или выцветание иногда появляется в течение первых нескольких месяцев после повторного наведения и обычно исчезает в результате нормального процесса выветривания. Если высолы не удаляются естественным путем, самый безопасный способ их удаления — сухая чистка щеткой из жесткой натуральной или нейлоновой щетины с последующей влажной щеткой. Соляная (соляная) кислота обычно неэффективна, и ее не следует использовать для удаления высолов. Это может высвободить дополнительные соли, которые, в свою очередь, могут привести к увеличению количества высолов.

Заливка швов иногда предлагается в качестве альтернативы, в частности, повторной заливки кирпичных зданий. Этот процесс включает нанесение тонкого слоя раствора на цементной основе на стыки раствора и границу раздела строительный раствор / кирпич. Чтобы раствор был эффективным, он должен слегка выходить на поверхность кирпичной кладки, таким образом визуально расширяя шов. Изменение внешнего вида стыка может в недопустимой степени изменить исторический характер сооружения.Кроме того, несмотря на то, что маскировка кирпичей предназначена для предотвращения попадания раствора на остальную поверхность кирпича, неизбежно останется некоторый уровень остатков, называемый «вуалированием». Затирка поверхности не может заменить более обширную работу по перетяжке и не рекомендуется для обработки исторической кладки.

** Дополнительная информация по очистке кладки представлена ​​в Записках по консервации 1: Оценка очистки и водоотталкивающих обработок для исторических зданий с каменной кладкой, Роберт С.Мак, FAIA, и Энн Э. Гриммер, Вашингтон, округ Колумбия: Служба технической сохранности, Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США, 2000; и поддержание чистоты: удаление внешней грязи, краски, пятен и граффити с исторических зданий из каменной кладки, Энн Э. Гриммер, Вашингтон, округ Колумбия: Служба технической консервации, Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США, 1988 .

Простое сравнение на месте с поможет определить твердость и состояние раствора и блоков кладки.Начните со соскабливания раствора отверткой и постепенно постукивайте сильнее холодным зубилом и каменщиком. Таким же образом можно испытать кирпичную кладку, начиная с более осторожной процедуры, соскоблив ее ногтем. Этот относительный анализ, производный от 10-балльной шкалы твердости, используемой для описания минералов, обеспечивает хорошую отправную точку для выбора подходящего строительного раствора. Более подробно она описана в «Описание системы Russack для кирпича и строительного раствора», на которую имеется ссылка в списке для чтения в конце этого краткого обзора.

Образцы строительного раствора следует отбирать тщательно и брать из различных мест в здании, чтобы, по возможности, найти не выветренный строительный раствор. Некоторые части здания могли быть перекрашены в прошлом, в то время как другие части могут быть подвержены условиям, вызывающим необычный износ. Может быть несколько цветов раствора, относящегося к разным периодам строительства, или песок, использованный из разных источников во время первоначального строительства. Любая из этих ситуаций может дать ложные показания визуальных или физических характеристик, необходимых для нового миномета.Следует отметить вариации, которые могут потребовать разработки более чем одного микса.

1. Удалите долотом и молотком три или четыре образца раствора без выветривания, которые необходимо сопоставить, из нескольких мест в здании. (Отложите самый большой образец — он будет использован позже для сравнения с перетяжкой раствора). Удаление полного представления образцов позволит выбрать «средний» или средний образец раствора.
2. Разомните оставшиеся образцы деревянным молотком или молотком, если необходимо, до тех пор, пока они не разделятся на составные части.Материала должно быть пригоршня.
3. Осмотрите порошкообразную часть раствора — известковую и / или цементную матрицу. Особенно обратите внимание на цвет. Существует тенденция думать, что исторические растворы имеют белые связующие, но серый портландцемент стал доступен к последней четверти XIX века, и традиционные известки также иногда были серыми. Таким образом, в некоторых случаях естественный цвет исторической папки может быть серым, а не белым. Раствор также мог быть окрашен для получения цветного раствора, и этот цвет следует определить на данном этапе.
4. Тщательно сдуйте порошкообразный материал (известковую и / или цементную матрицу, скрепляющую раствор).
5. С помощью лупы малой мощности (10 крат) исследуйте оставшийся песок и другие материалы, такие как куски извести или скорлупа.
6. Отметьте и запишите широкий диапазон цветов, а также различные размеры отдельных песчинок, примесей или других материалов.

Другие факторы, которые следует учитывать

Цвет

Независимо от цвета связующего или цветных добавок, песок является основным материалом, придающим строительный раствор его цвет.В одном образце исторического раствора можно найти удивительное разнообразие цветов песка, а различные размеры песчинок или других материалов, таких как не полностью измельченная известь или цемент, играют важную роль в текстуре раствора для повторного нанесения. . Следовательно, при указании песка для повторного нанесения раствора может потребоваться получить песок из нескольких источников и объединить или просеять их, чтобы приблизиться к диапазону цветов песка и размерам зерен в историческом образце раствора.

Указывающий стиль

Тщательный осмотр исторической каменной стены и методов, использованных при первоначальном строительстве, поможет сохранить визуальные качества здания. Следует изучить стили указания и методы их создания. Важно смотреть как на горизонтальные, так и на вертикальные стыки, чтобы определить порядок, в котором они были обработаны, и были ли они одним стилем. Например, в некоторых зданиях конца 19-го и начала 20-го века горизонтальные стыки были загнуты назад, а вертикальные стыки были обработаны заподлицо и окрашены в тон кирпича, что создает иллюзию горизонтальных полос.Стили наведения также могут отличаться от одного фасада к другому; Передние стены часто получали большее внимание к деталям из раствора, чем боковые и задние стены. Tuckpointing — это не настоящая повторная установка, а нанесение приподнятого шва или известкового замазочного шва поверх швов заподлицо. Карандаш — это чисто декоративная обработка окрашенной поверхности поверх строительного шва, часто контрастного цвета.

Каменная кладка

Каменные блоки также должны быть проверены, чтобы любые заменяемые блоки соответствовали исторической кладке.Внутри стены может быть широкий диапазон цветов, текстур и размеров, особенно из кирпича ручной работы или грубого камня, добытого в местных карьерах. Заменяемые блоки должны сливаться с полным спектром блоков каменной кладки, а не с отдельным кирпичом или камнем.

Соответствие цвета и текстуры изменяемого строительного раствора

Новый раствор должен соответствовать неответренным внутренним частям исторического раствора. Самый простой способ проверить соответствие — сделать небольшой образец предлагаемой смеси и дать ему возможность застыть при температуре примерно 70 градусов по Фаренгейту в течение недели, или его можно запечь в духовке, чтобы ускорить отверждение; затем этот образец взламывают, и его поверхность сравнивают с поверхностью самого большого «сохраненного» образца исторического раствора.

Если надлежащего цветового соответствия невозможно добиться с помощью натурального песка или цветных заполнителей, таких как крошка мрамора или кирпичной крошки, возможно, потребуется использовать современный пигмент для строительных растворов.

На ранних стадиях проекта следует определить, насколько новый миномет должен соответствовать историческому. Достаточно ли «достаточно близко» или «точно»? В спецификациях это должно быть четко указано, чтобы подрядчик имел разумное представление о том, сколько времени и затрат потребуется для разработки приемлемого соответствия.

То же самое решение будет необходимо при подборе замены терракоты, камня или кирпича. Если есть известный источник замены, он должен быть включен в спецификации. Если источник не может быть определен до процесса торгов, спецификации должны включать ориентировочную цену на заменяющие материалы с окончательной ценой, основанной на фактических затратах для подрядчика.

Для собственника / администратора

Владелец или администратор исторического здания должен помнить, что перенаправление может оказаться длительным и дорогостоящим процессом.Во-первых, должно быть достаточно времени для оценки здания и исследования причины проблем. Затем будет время, необходимое для подготовки контрактной документации. Сама работа точная, трудоемкая и шумная, а строительные леса могут на какое-то время закрывать фасад здания. Поэтому хозяину необходимо тщательно спланировать работу, чтобы избежать проблем. Таким образом, графики переназначения и других действий потребуют тщательной координации во избежание непредвиденных конфликтов. Владелец должен избегать тенденции спешить с работой или срезать углы, если историческое здание хочет сохранить свою визуальную целостность, а работа должна быть долговечной.

Архитектору / консультанту

Поскольку основная роль консультанта заключается в обеспечении срока службы здания, важно знать исторические методы строительства и особые проблемы, возникающие в старых зданиях. Консультант должен помочь владельцу в планировании логистических проблем, связанных с исследованиями и строительством. Консультант обязан определить причину ухудшения строительного раствора и убедиться, что она устранена до повторной заделки кладки.Консультант также должен быть готов тратить больше времени на проверку проекта, чем это принято в современном строительстве.

Для масонов

Успешное перенаправление зависит от самих масонов. Опытные каменщики понимают особые требования к работе с историческими зданиями, а также дополнительные затраты времени и средств, которые они требуют. Вся бригада каменщиков должна быть готова и способна выполнять работы в соответствии со спецификациями, даже если спецификации могут не соответствовать стандартной практике.В то же время каменщики должны без колебаний сомневаться в технических характеристиках, если выясняется, что указанные работы могут повредить здание.

Заключение

Хорошая работа по перепрофилированию должна длиться не менее 30 лет, а лучше 50-100 лет. Быстрые пути и плохое мастерство приводят не только к уменьшению исторического характера здания, но и к работе, которая выглядит плохо и потребует в будущем переориентации раньше, чем если бы работа была сделана правильно.Раствор строительного раствора в историческом каменном здании часто называют «первой линией защиты» стены. Хорошая практика перетяжки гарантирует долгий срок службы шва, стены и исторической конструкции. Несмотря на то, что тщательный уход поможет сохранить свежеуложенные швы раствора, важно помнить, что швы раствора предназначены для жертвоприношения и, вероятно, потребуют повторной заделки в будущем. Тем не менее, если исторические швы из строительного раствора оказались прочными в течение многих лет, то тщательная повторная фиксация должна иметь такой же долгий срок службы, что в конечном итоге будет способствовать сохранению всего здания.

Полезные адреса

Американский институт кирпича
11490 Commerce Park Drive
Рестон, VA 22091

Национальная ассоциация извести
200 Н. Глеб-роуд, офис 800
Арлингтон, Вирджиния 22203

Портлендская цементная ассоциация
5420 Old Orchard Road
Скоки, Иллинойс 60077

Благодарности

Роберт К.Мак, FAIA , является руководителем архитектурной фирмы MacDonald & Mack, Architects, Ltd., специализирующейся на исторических зданиях в Миннеаполисе, штат Миннесота. Джон П. Спевейк, CSI , Толедо, Огайо, каменщик в 5-м поколении и руководитель компании U.S. Heritage Group, Inc., Чикаго, Иллинойс, которая занимается индивидуальным подбором исторического раствора. Энн Э. Гриммер , старший историк архитектуры, Служба национальных парков, отвечала за разработку и координацию пересмотра этого краткого обзора, включая профессиональные комментарии, и техническое редактирование.

Авторы и редактор хотели бы поблагодарить следующих за предоставленный профессиональный и технический обзор: Марка Макферсона и Рона Петерсона, подрядчиков по восстановлению каменной кладки, Macpherson-Towne Company, Миннеаполис, Миннесота; Лоррейн Шнабель, архитектурный реставратор, John Milner Associates, Inc., Филадельфия, Пенсильвания; Лорен Б. Сикелс-Тейвс, доктор философии, архитектурный консерватор, Biohistory International, Хантингтон-Вудс, Мичиган; и следующие профессиональные сотрудники Службы национальных парков, в том числе: Э.Блейн Кливер, руководитель отдела исследования исторических зданий в Америке / журнала «Исторический американский инженерно-технический вестник»; Дуглас К. Хикс, заместитель суперинтенданта, Учебный центр по сохранению исторических памятников, Фредерик, Мэриленд; Крис Макгиган, специалист по надзору за выставками, Учебный центр по сохранению исторических памятников, Фредерик, Мэриленд; Чарльз Э. Фишер, Шарон С. Парк, FAIA, Джон Сандор, Отдел технических служб сохранения, Службы сохранения наследия, и Кей Д. Уикс, Службы сохранения наследия.

Первоначальная версия этого информационного бюллетеня, Повторное определение швов строительного раствора в исторических кирпичных зданиях , была написана Робертом К.Маком в 1976 году, а в 1980 году он был переработан и обновлен Робертом К. Маком, де Тилом Паттерсоном Тиллером и Джеймсом С. Аскинсом.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национальных исторических памятников 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Служба технической сохранности (TPS), Служба национальных парков, готовит стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственным методам сохранения исторических памятников для широкой общественности.

Октябрь 1998 г.

Ашерст, Джон и Никола. Практическая консервация зданий. Vol. 3: Растворы, штукатурки и штукатурки. Нью-Йорк: Halsted Press, подразделение John Wiley & Sons, Inc., 1988.

Кливер, Э. Блейн. «Испытания для анализа образцов строительных растворов». Бюллетень ассоциации по сохранению технологий. Т. 6, № 1 (1974), стр. 68-73.

Кони, Уильям Б., AIA. Восстановление каменной кладки зданий двадцатого века. Серия по сохранению штата Иллинойс. Номер 10. Спрингфилд, штат Иллинойс: Отдел служб сохранения, Агентство по сохранению исторических памятников Иллинойса, 1989 г.

Дэвидсон, Дж. «Кладочный раствор». Канадский строительный дайджест. CBD 163. Оттава, ONT: Отдел строительных исследований, Национальный исследовательский совет Канады, 1974.

Ферро, Максимилиан Л., AIA, RIBA. «Система Russack для кирпича и строительного раствора Описание: Полевой метод оценки твердости кладки.» Technology and Conservation. Vol. 5, No. 2 (Summer 1980), pp. 32-35.

Хукер, Кеннет А. «Полевые заметки о переориентации». Журнал масонства Абердина Строительство. Т. 4, No. 8 (август 1991 г.), стр. 326-328.

Енжеевска, Х. «Старые минометы в Польше: новый метод исследования». Исследования в области сохранения . Vol. 5, No. 4 (1960), pp. 132-138.

«Роль Лайма в ступке». Журнал каменного строительства Абердина .Vol. 9, No. 8 (август 1996 г.), стр. 364-368.

Филлипс, Морган В. «Краткие заметки по предметам анализа красок и строительных растворов и записи профилей формования: проблемы с анализом красок и строительных растворов». Бюллетень ассоциации по сохранению технологий. Т. 10, No. 2 (1978), pp. 77-89.

Приготовление и использование известковых растворов: Введение в принципы использования известковых растворов. Шотландский центр извести в исторической Шотландии.Эдинбург: Историческая Шотландия, 1995.

Ширхорн, Кэролайн. «Обеспечение постоянства цвета раствора». Aberdeen’s Magazine of Masonry Construction. Т. 9, No. 1 (январь 1996 г.), стр. 33-35.

«Следует ли использовать минометы с воздухововлекающими добавками?» Абердинский журнал каменного строительства. Т. 7, No. 9 (сентябрь 1994 г.), стр. 419-422.

Sickels-Taves, Лорен Б. «Ползучесть, усадка и минометы в исторической сохранности». Журнал тестирования и оценки, JTEVA. Т. 23, № 6 (ноябрь 1995 г.), стр. 447-452.

Спевик, Джон П. История каменного раствора в Америке , 1720–1995. Арлингтон, Вирджиния: Национальная ассоциация извести, 1995.

Спуэйк, Джон П. «Перефокусируясь правильно: почему использование современного строительного раствора может повредить исторический дом». Журнал Old-House. Т. XXV, № 4 (июль-август 1997 г.), стр. 46-51.

Технические комментарии к кирпичному строительству. Американский институт кирпича, Рестон, Вирджиния.

«Влагостойкость кирпичной кладки: техническое обслуживание». 7F. Февраль 1986 г.

«Растворы для кирпичной кладки».